Ambiente, Territorio e Energia

Lavoro e Povertà in Toscana: dalle radici del fenomeno alle misure di contrasto

Nel più ampio fenomeno della povertà relativa viene evidenziato un generalizzato aumento della in work poverty (IWP): i working poors sono soggetti, che disponendo di un reddito da lavoro non sufficiente a far fronte ad ‘imprevisti’, cadono facilmente nel disagio economico ed abitativo, soprattutto in presenza di rete di supporto formali e informali sempre più deboli. Secondo il Quinto rapporto sulle povertà e l’inclusione sociale in Toscana del 2021, questo fenomeno riguarda in modo crescente anche la nostra regione. La crescita della IWP ha cause molteplici, come evidenziato dal Gruppo di lavoro “Interventi e misure di contrasto alla povertà lavorativa” istituito con Decreto Ministeriale n. 126 del 2021. A pesare è la stagnazione delle retribuzioni e l’indebolimento del potere di acquisto; la composizione settoriale del sistema produttivo che sposta il proprio baricentro verso settori a più basso valore; la proliferazione dei contratti di lavoro flessibili che assottigliano gli orari e riducono la durata dei rapporti; l’emersione i nuovi lavori, come le prestazioni attraverso piattaforme che portano ad un aumento esponenziale, soprattutto tra donne e immigrati, dei low pay workers. La IWP dipende tuttavia anche del reddito familiare, sia di quello di mercato che dei trasferimenti pubblici. A questo proposito, le stesse politiche di contrasto alla povertà (RdC) che attribuiscono all’inclusione nel mercato del lavoro rispetto a forme di redistribuzione economica e ad altre misure passive, hanno, paradossalmente l’effetto di aumentare la diffusione del fenomeno, dal momento che spingono, di fatto, le persone ad accettare posti di lavoro mal pagati e contribuiscono a creare figure ibride di assistiti-lavoratori confinate all’interno di un mercato del lavoro secondario. Obiettivo del progetto è approfondire, qualitativamente, le cause e le implicazioni della IWP in Toscana concentrandosi sull’universo dei low pay workers: a)indagandone le caratteristiche e la distribuzione territoriale; b) verificando, anche grazie al coinvolgimento di due fondamentali stakeholder (sindacato e assistenti sociali) se, e a quali condizioni, il modo in cui la distribuzione familiare del reddito da mercato e l’intervento redistributivo dello Stato, rafforzano o attenuano gli effetti determinati dal reddito da lavoro; b) testare la validità a livello locale delle ipotesi d’intervento elaborate dal Gruppo di Lavoro Ministeriale.

Diseguaglianze socio-economiche nel territorio della Regione Toscana: dinamiche di resilienza e politiche per promuovere il cambiamento

Il progetto intende analizzare le nuove povertà e marginalità, emerse a seguito della recente pandemia, nella vita economica e sociale della popolazione toscana che, affiancandosi a quelle già presenti, hanno acuito le disuguaglianze sociali sotto molteplici forme. In particolare, il progetto di ricerca si articola lungo tre principali obiettivi operativi, ovvero: i) la creazione di un dataset integrato per lo studio del mercato del lavoro, dei redditi e consumi nella regione Toscana; ii) l’analisi delle dinamiche del mercato del lavoro, dei redditi, della povertà, povertà educativa e dei consumi in Toscana e iii) la realizzazione di un’indagine con metodi misti per l’analisi dei processi di marginalità sociale vissuti dalle giovani generazioni toscane. I borsisti saranno guidati nell’analisi di fenomeni rilevanti, quali le dinamiche del mercato del lavoro e della povertà, anche concepita come povertà educativa e delle forme inedite di marginalità sociale, per esaminare le disuguaglianze presenti nel territorio regionale toscano anche in prospettiva comparativa con altre regioni italiane. Particolare attenzione sarà dedicata a formare e sensibilizzare i due borsisti verso un approccio empirico interdisciplinare per l’analisi dei fenomeni di interesse attraverso, inizialmente, la creazione di dataset che utilizzino dati di statistica ufficiale e, successivamente, la pianificazione progettuale di indagini quali-quantitative. L’obiettivo finale è quello di fornire indicazioni per il rafforzamento, o attivazione, di politiche locali, a più livelli, che possano contrastare la portata e l’impatto dei fenomeni studiati. Le analisi proposte, in quanto basate su dati di statistica ufficiale e archivi amministrativi e sulla raccolta, analisi e interpretazione di dati attraverso l’adozione delle più consolidate metodologie di ricerca sociale ed economica, saranno replicabili ed estendibili ad altri ambiti temporali (con modelli anche di tipo longitudinali) e territoriali. Questo fornirà ai borsisti competenze di alta rilevanza per proseguire gli studi con percorsi di alta specializzazione oppure per collocarsi sul mercato del lavoro (uffici ricerca di enti pubblici o privati).

Nuove povertà nei territori della Toscana: quali strategie di intervento

Il progetto PO.T.E.R.O. mira ad ottenere un quadro conoscitivo su aspetti sociali ed economici della Regione Toscana, per comprendere quanto e come si sono diffusi i processi di impoverimento, in quali territori e/o fasce di popolazione si sono acuiti i bisogni e si sono ampliate le disuguaglianze. Il focus del progetto è concentrato, in particolare, su due aspetti 1) i cosiddetti “nuovi poveri”, ovvero tutte quelle persone e famiglie che, da una condizione di ceto medio, sono scivolate in una condizione di povertà; 2) le specifiche dimensioni territoriali (anche piccole) della Toscana. Il fine è quello di riuscire a proporre strategie di intervento che tengano in considerazione l’eterogeneità territoriale della Toscana e gli specifici bisogni delle diverse categorie di persone e/o famiglie. Per il raggiungimento di tali obiettivi il progetto può beneficiare di tre elementi fondamentali: a) la base di dati disponibile, in seguito all’indagine condotta dall’IRPET, in collaborazione con i Dipartimenti DEPS e DISPOC dell’Università di Siena, che ha rilevato aspetti economici e sociali delle famiglie toscane, ed in particolare la situazione economica delle famiglie durante la pandemia, confrontata con la situazione precedente e alle prospettive future; b) l’applicazione di metodi di stima per piccole aree che consentono di migliorare la precisione delle stime, anche relativamente ad aree che presentano numerosità campionarie molto limitate o addirittura per aree in cui non sono stati rilevati dati; c) la realizzazione di focus group territoriali da effettuare dopo avere preso visione dei risultati delle precedenti analisi, per individuare ciò che effettivamente può essere utile ai territori ed alle diverse categorie di soggetti.

L’efficacia degli strumenti didattici adottati in pandemia: focus sulla popolazione scolastica ad alto background plurilingue

Il rapporto della Regione Toscana sulle povertà e l’inclusione sociale (2021), nel riportare i risultati dell’indagine internazionale OCSE-PISA, evidenzia per gli studenti italiani livelli di apprendimento inferiori alla media dei paesi OCSE. Nello specifico, attraverso i dati delle rilevazioni INVALSI, la Toscana mostra punteggi medi più elevati rispetto al Sud Italia, ma anche significativamente inferiori rispetto alle regioni del Nord. I risultati scolastici degli studenti dipendono da una serie di fattori non riconducibili solo alla propensione individuale o all’ambiente familiare, ma anche all’efficacia della scuola. Con la pandemia si sono riscontrate alcune criticità negli esiti di apprendimento degli studenti della scuola secondaria. La scuola secondaria di secondo grado è quella che ha subìto le ripercussioni maggiori, con periodi di chiusura prolungati anche nell’A.S. 2020/21 e una presenza rilevante della Didattica a Distanza (DaD) anche nei periodi di apertura. Sono ormai numerosi gli studi (es. INDIRE, 2020 e 2021) che evidenziano l’impatto di questi due anni di pandemia e che indagano la reazione delle scuole in termini di strategie didattiche (cfr. ad esempio, la Ricerca Nazionale della Società Italiana di Ricerca Didattica – SIRD, 2020). Il progetto si propone di indagare quali siano state le modalità didattiche, adottate in risposta alla pandemia, dalle scuole secondarie di primo e secondo grado in Toscana. L’obiettivo consiste nel verificare le conseguenze delle scelte didattiche sui livelli di rendimento degli studenti con background linguistico migratorio, sulle decisioni relative al successivo grado di istruzione e sui livelli di abbandono scolastico. Prendendo le mosse dall’insieme di disuguaglianze e povertà riscontrate nel contesto scolastico della Regione Toscana, il progetto intende porgere particolare attenzione agli studenti migranti e al genere femminile, proponendo strumenti e attività trasversali di promozione dello sviluppo educativo e delle pari opportunità.

SUpply Chain & Circular Economy for Superyacht Shipyard

L’economia circolare rappresenta un paradigma teorico radicalmente opposto alla tradizionale produzione lineare, orientato al riutilizzo, riciclo e al remanufacturing dei prodotti. All’interno di questo macro tema, il concetto di Supply Chain Circolare (SCC) attira sempre più l’attenzione dei ricercatori, per l’allineamento dei temi di economia circolare e supply chain management. In particolare, ricerca e imprese attualmente necessitano della definizione e dello sviluppo di soluzioni organizzative per l’introduzione del concetto di economia circolare non solo all’interno della singola impresa, ma lungo tutte le catene di fornitura connesse a determinate produzioni; tali soluzioni hanno come scopo il miglioramento dell’efficienza dei processi interorganizzativi, in ottica di riduzione degli scarti e dell’impatto ambientale di intere filiere produttive. Il progetto SUCCESS si concentra sul settore della nautica di lusso italiano, il quale ricopre a livello europeo un ruolo primario in termini di produzione di imbarcazioni, in primis per la realizzazione di superyacht di lusso. Il distretto nautico toscano, a livello regionale, ricalca l’andamento italiano identificando un settore strategico a tutto il contesto regionale.
In questo ambito industriale, il progetto SUCCESS si concentra su tre macro-obiettivi: (1) l’identificazione delle più efficaci soluzioni organizzative di SCC, per l’introduzione di innovazioni di processo alla luce dell’economia circolare, da svilupparsi nel contesto del distretto toscano di superyacht; (2) l’individuazione di soluzioni interorganizzative, che possano stimolare l’approccio collaborativo all’interno delle filiere coinvolte, tramite l’approfondimento del ruolo delle tecnologie avanzate per la gestione della fornitura in ottica circolare; (3) l’analisi e lo sviluppo di specifici processi di apprendimento orientati a supportare l’evoluzione culturale ed organizzativa delle imprese verso questo nuovo paradigma.
Il progetto SUCCESS porterà ad una maggior consapevolezza ed efficienza della produzione di questo settore strategico, che potrà tradursi in vantaggio competitivo sostenibile per gli operatori della filiera, con importanti risvolti manageriali in termini di progettazione e gestione di attività circolari lungo la catena di fornitura di prodotti/servizi della nautica di lusso toscana, insieme ai relativi benefici in termini ambientali e sociali.

AI-driven synthetic imaging for PET monitoring in hadron-therapy

Il vantaggio dell’adroterapia rispetto alla radioterapia convenzionale a raggi X deriva dalla distribuzione di dose più concentrata sui tessuti bersaglio con un conseguente minor irraggiamento di quelli sani circostanti. Il suo svantaggio è la maggiore sensibilità a piccole variazioni fisiologiche e morfologiche nel tessuto (variazioni di peso del paziente/infiammazioni lungo il percorso del fascio, ecc.), che richiede quindi una particolare attenzione al monitoraggio della dose erogata o del tumore, ad esempio come conseguenza della risposta o di una progressione di malattia in corso di radioterapia. La tecnica più accurata per il monitoraggio della dose è la tomografia a emissione di positroni (PET) “in-beam”. Il principio alla base della PET in-beam consiste nel rappresentare la distribuzione di dose depositata dagli adroni a partire dalla traccia di isotopi radioattivi emettitori di positroni, per poi confrontarla con la distribuzione di dose pianificata. Il progetto INSIDE ha realizzato un sistema PET in-beam attualmente installato presso il Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica (CNAO), e attualmente oggetto di un trial clinico su 40 pazienti. I risultati ottenuti durante il trial clinico mediante analisi comparata di immagini di tomografia computerizzata (CT), PET e dati simulati, sono incoraggianti ma non ancora conclusivi. Le metriche sviluppate per classificare i trattamenti richiedono una verifica approfondita su casi più numerosi e vari di quelli attualmente disponibili e sono tuttora oggetto di ricerca. Inoltre, gli algoritmi di ricostruzione convenzionali di immagini PET non sfruttano le specificità della tecnica in-beam, a discapito di sensibilità e risoluzione d’immagine. Il progetto SYNCT mira a ottimizzare gli algoritmi di ricostruzione e valutazione parametrica delle immagini PET. Il progetto si basa sull’ipotesi per cui è possibile generare CT “sintetiche” di controllo con tecniche di intelligenza artificiale, a partire da una CT di pianificazione e da una serie di immagini PET acquisite durante il trattamento. Uno dei maggiori vantaggi delle CT sintetiche rispetto alle immagini PET in-beam finora utilizzate, è la loro maggiore fruibilità da parte del medico radioterapista. Inoltre, la disponibilità di CT sintetiche permetterebbe di fornire al medico uno strumento quantitativo per supportare la sua decisione circa l’opportunità o meno di prescrivere una o più CT di controllo nel corso del trattamento e quindi migliorarne l’efficacia.

Teleassistenza e Telemedicina interattiva in emergenza abilitati da sistemi ciber-fisici indossabili

Il progetto TEL-TEAM si prefigge di studiare, progettare e realizzare una nuova generazione di sistemi ciberfisici indossabili della categoria “smart helmet”, compreso il relativo collegamento in rete, al fine di supportare la telepresenza del medico sulla scena dell’emergenza ed il contestuale monitoraggio delle condizioni di salute del paziente in tutti gli scenari in cui ciò possa risultare vantaggioso. I sistemi supporteranno la telepresenza sensoriale sulla vista del paziente, l’esame strumentale di auscultazione digitale, l’interlocuzione con l’operatore di soccorso, integrati dell’analisi automatica delle risultanze. Grazie alla disponibilità della soggettiva video del soccorritore in loco e dei dati biometrici del paziente, eventualmente elaborati con soluzioni di lntellìgenza Artificiale e Data fusion, un medico potrà fornire assistenza agli operatori come se fosse in presenza, verificando per esempio alcuni pattern fenotipici o sollecitando particolari movimenti che possono far sospettare una particolare patologia. I sistemi proposti potranno migliorare la fase di pre-screening del paziente in situazioni di emergenza, ad es. nel caso di patologìe tempo-dipendenti come infarto o Ictus o patologie traumatiche. In situazioni di questo tipo, la prontezza e la velocità nel fornire le cure più adeguate è cruciale per la sopravvivenza del paziente e l’efficacia delle cure successive che riceverà in ospedale. la fase di sperimentazione si svolgerà sia In laboratorio che sul campo. Gli smart helmet saranno dati in dotazione ad alcune ambulanze del Servizio di Emergenza Sanitaria 118 che li testerà nelle normali condizioni operative. Tali sistemi consentiranno il teletutoring medico anche in luoghi dove le ambulanze non possano arrivare ma il paziente sia raggiungibile dagli operatori, per esempio posti affollati, nel caso di grandi incidenti, eventi catastrofici o focolai di COVID19. Gli ambiti di test dei sistemi saranno anche le Residenze Sanitarie Assistenzialì (RSA) e l’assistenza domiciliare dei pazienti cronici o pazienti dimessi che necessitino di follow-up a domicilio quando, al di fuori degli interventi di routine, si verifichi la necessità di modificare/integrare le cure fornite così da evitare l’ospedalizzazione del paziente o per validare l’aggravamento delle sue condizioni che richieda terapie maggiori. Una applicazione di frontiera dei sistemi proposti potrà essere anche quella della assistenza ai pazienti nelle case circondariali.

Modelli di Deep Learning per interrogare i Big Data con il linguaggio naturale

La maggior parte delle informazioni di un’azienda è immagazzinata all’interno di database di tipo relazionale o non relazionale. L’accesso diretto a tali informazioni è purtroppo precluso a molti utenti a causa del know how richiesto per trasformare le proprie domande di ricerca, espresse in linguaggio naturale, nei linguaggi formali di interrogazione dei database, come ad esempio il linguaggio SQL. Il progetto Text2Query si propone due obiettivi principali: i) sviluppare modelli linguistico-computazionali seq2sql per la lingua italiana e ii) applicare tali modelli a scenari di uso reale in un contesto aziendale. Per perseguire tali obiettivi, in una prima fase verrà implementato un modello per la traduzione delle domande in lingua inglese nel linguaggio SQL, con lo scopo di valutare l’approccio di Text2Query rispetto a benchmark affermati in ambito internazionale, come ad esempio WikiSQL. Nella seconda fase, verrà invece realizzato un modello seq2sql per l’italiano attraverso l’uso di un Neural Language Model addestrato sulla lingua italiana. In stretta collaborazione con il partner aziendale, il progetto sarà testato nell’ambito di un caso d’uso relativo alla profilazione e all’analisi dei clienti.

Relazione tra distribuzione spaziale delle infrastrutture che caratterizzano il paesaggio urbano e anomalie termiche

Il programma di osservazione europeo COPERNICUS ha come obbiettivo primario quello di garantire una gestione agile e indipendente dei dati ambientali. L’obiettivo di questo progetto è quello di effettuare indagini termiche alla scala locale attingendo ai dati da remote sensing attualmente disponibili integrati con dati relativi alle infrastrutture che caratterizzano il paesaggio urbano (consumo di suolo, copertura arborea, erbacea, caratteristiche delle strade e degli edifici, ecc.). Sarà effettuata una classificazione termica degli hot-spot dell’area metropolitana di Firenze (comprendente quindi una ventina di comuni, tra cui Firenze, Prato e Pistoia) nelle varie stagioni, finalizzata allo sviluppo di una cartografia digitale di supporto ad una modellazione fisica di dettaglio. Sarà quindi analizzato il rapporto fra caratteristiche urbane come il consumo di suolo e le infrastrutture verdi in funzione della fruibilità biometeorologica stagionale degli spazi aperti urbani e periurbani in vari contesti. I metodi e gli strumenti per condurre questa ricerca saranno ripresi dallo stato dell’arte. Saranno caratterizzati i pattern termici stagionali di vari contesti urbani, ad es. residenziali, scolastici, industriali, legati alla mobilità intra-urbana (ad es. piste ciclabili). Su aree di interesse dell’area metropolitana saranno simulati scenari progettuali volti a quantificare il valore ecosistemico, anche in termini energetici, di una rosa di interventi di greening tramite software di modellazione microclimatica (ad es. Envimet e i-Tree). Saranno analizzate le condizioni ex-ante e post gli scenari progettuali con particolare attenzione alla valutazione dell’effetto del mosaico urbano sul microclima urbano locale, considerando non solo la composizione delle superfici urbane, ma anche la presenza di infrastrutture verdi e blu, così come altre componenti urbane di impatto termico. Il lavoro e i risultati saranno redatti con lo scopo di fornire linee di indirizzo per la pianificazione urbana e la gestione del territorio. Sarà rilasciata una cartografia di dettaglio per vari stakeholders territoriali a diverse risoluzioni atta a diventare risorsa essenziale per la pianificazione e la governance degli spazi pubblici.

Resilienza alle alluvioni del Centro Storico di Firenze patrimonio mondiale UNESCO

Il progetto UNESCO-Resilience ha come obiettivo la valutazione del rischio alluvione per i beni culturali del centro storico di Firenze Patrimonio dell’Umanità UNESCO e l’aumento della loro resilienza ai pericoli naturali di natura idrologica per affrontare i problemi del cambiamento climatico attraverso strategie di adattamento.
L’approccio metodologico seguirà 4 fasi di modellazione e analisi riguardanti:
– valutazione di pericolosità idraulica con modelli ad elevata risoluzione spaziale su base LiDAR per identificare quali beni culturali subiscono l’allagamento, con quale intensità attesa (tirante, velocità della corrente) e con quale probabilità di accadimento;
– valutazione di esposizione dei singoli edifici tramite ricognizione di quota del piano terra, presenza di piani interrati, posizione delle aperture da cui l’acqua può entrare e presenza di opere contenute negli edifici;
– valutazione di vulnerabilità di edifici e opere contenute sulla base di curve di fragilità dei materiali e stima dei possibili impatti diretti e indiretti per scenari probabilistici di riferimento;
– identificazione dei beni più a rischio e di strategie mirate per la mitigazione e la resilienza.
Il procedimento descritto produrrà i seguenti risultati:
– lo sviluppo e la dimostrazione a scala urbana di una metodologia di valutazione del rischio idraulico che supererà i limiti dello stato dell’arte esistente;
– l’approfondimento della conoscenza del patrimonio culturale della città, della sua vulnerabilità e resilienza;
– un sistema informativo GIS (roadmap 1.3.a.1) di supporto alle decisioni per il Piano di Gestione, cioè lo strumento strategico e operativo attraverso il quale è possibile tutelare, conservare e valorizzare l’Eccezionale Valore Universale di un sito Patrimonio Mondiale UNESCO, e necessita di includere un efficace caratterizzazione dei rischi che consentano una migliore programmazione degli interventi.
– la formazione di un assegnista di ricerca con formazione da ingegnere che acquisirà competenze interdisciplinari e la capacità di dialogare con i gestori del patrimonio culturale.
I partner di progetto individuati per massimizzare l’impatto del progetto UNESCO-Resilience sono l’Ufficio Firenze Patrimonio Mondiale e rapporti con UNESCO del Comune di Firenze, che ha il compito di gestire e conservare il patrimonio culturale in maniera sostenibile e l’Autorità di Bacino Distrettuale dell’Appenino Settentrionale che ha competenza territoriale per la pianificazione e la redazione del piano di Gestione del Rischio Alluvioni (PGRA).

Sviluppo e Validazione di nuovi radiofarmaci che identifichino la variabilità del MicroambiEnte tumorale

Questo progetto nell’ambito delle Scienza della Vita, settore strategico della S3 della Regione Toscana tra il Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina dell’Università di Pisa e Philogen, uno del maggiori player di innovazione nell’ambito della ricerca biotecnologica presenti in Toscana, ha l’obiettivo di studiare attraverso l’imaging molecolare specifiche componenti del TME per identificare potenziali biomarcatori dî immagine predittivì della risposta al trattamento con farmaci rivolti allo stesso target (teranostici) e prognostici. A questo scopo saranno impegati nuovi farmaci teranostici caratterizzate da una biodistribuzione favorevole come quelli che Philogen ha sviluppato ad alta affinità verso fibronectina (F8, Dekavil, Radretumab, Darkleukin, Fibromun, NidlegyTM), e, più recentemente verso fibroblasti associati al tessuto tumorale {ONCOFAP) e anidrasi carbonica XI (OncoIX) che sono attualmente in fase di sviluppo preclinico/clinico. Il progetto inizierà da uria valutazione immunoistochimica per proporre Il loro impiego in screening molecolare come “companion diagnostic” e determinarne il significato prognostico, Sarà poi validata la radiomarcatura e saggi biologici dei precursori forniti da Philogen partendo da materiali full-GMP assemblati in kit e a cassette secondo i requisiti di qualità della farmacopea europea. Definiti i processi e le caratteristiche dei traccianti, saranno redatti i documenti chiave richiesti dalla normativa Europea per poter sottomettere alle autorità competenti gli studi clinici di “proof-of-concept”. Infine, nella ultima fase del progetto, sarà creato un modello biologico per le interconnessioni tra le diverse componenti del TME, in particolare le modificazioni indotte dalla radioterapia target radioisotopica con lo scopo finale di identificare i target iperespressi in risposta al danno da radiazione e, quindi impiegabili per ‘una più terapia target-specifica di combinazione (es. immunoconiugati immunostimolanti). La collaborazione tra Philogen e UniPi porterà ad uno scambio di competenze in cui si prevede che i giovani ricercatori accademici ed industriali complementino i “know-how” specifici del settore. Il progetto vuole (essere promotore di un cambiamento neì modelli organizzativi della ricerca nel settore “Life sciences”, in cui sono chiaramente identificate e definite le competenze del gruppo proponente in materia di drug delivery, impiego di nanomateriali e nuovi radiofarmaci.

VETRI” IN LEGNO TRASPARENTE DA MATERIA PRIMA E SECONDA

Il progetto VEGETAS è finalizzato alla produzione di un materiale innovativo, quale legno trasparente, come sostituto del vetro per lo sviluppo di finestre con aumentato isolamento termico per applicazione in edifici ad alta efficienza energetica. Gli obiettivi principali del progetto riguardano la messa a punto di un processo per la fabbricazione del legno trasparente sia a partire da materia prima (legno naturale di abete) che materia prima seconda (legno di scarto) e la realizzazione di un prototipo di “vetro” in legno trasparente. Saranno privilegiate soluzioni tecnologiche che minimizzano l’impatto ambientale e massimizzano la fattibilità in un’ottica di sviluppo industriale. Più specificatamente, la metodologia di produzione prevederà un primo stadio di decolorazione del legno mediante l’utilizzo di una miscela ossidante ed esposizione a radiazione UV o solare ed un secondo stadio di preparazione del composito legno/polimero mediante l’infiltrazione di polimeri di diversa natura, incluso biodegradabili. La metodologia che porterà, su scala di laboratorio, al prodotto con le migliori prestazioni, tra cui ottiche meccaniche e di conducibilità termica sarà utilizzata per la preparazione di un prototipo di “vetro” di legno in sostituzione del vetro inorganico.
VEGETAS punta, pertanto, a un cambio di paradigma che prevede il passaggio dalla produzione di vetro ad alto impatto ambientale, a quella di un prodotto bioderivato a partire da legno naturale e di scarto. Propone, inoltre, uno “scale-up” di prodotto con la realizzazione di un prototipo, incentivando, così, sinergie virtuose tra l’azienda stessa e l’organismo di ricerca nell’ambito della green economy per la sostenibilità, la bioeconomia circolare ed il risparmio energetico. E’ all’interno di questo contesto che si formerà il giovane ricercatore il cui profilo professionale sarà arricchito sia dalle conoscenze tecnicoscientifiche derivanti dall’attività di ricerca e sperimentale, che dalle competenze applicative frutto della collaborazione con l’azienda. Infine, lo sviluppo industriale del prodotto porterebbe, oltre ad un positivo impatto ambientale, anche ad una ricaduta occupazionale derivante dalla creazione di una nuova filiera di trasformazione del legno e di recupero degli scarti, ed alla sua applicazione in bioedilizia ed in altri contesti di interesse industriale, inclusi l’arredo-design, l’optoelettronica e la costruzione di pannelli solari e celle fotovoltaiche.

Vocal Biomarkers & Language Intelligence for Health

Il progetto si propone di sviluppare tecnologie e metodi per l’assistenza alla diagnosi sulla base dell’interazione vocale con il paziente, attraverso strumenti di telemedicina di base (es.: videoconferenza o conversazione telefonica) e, con maggiore interesse, attraverso l’utilizzo di dispositivi mobili e indossabili. In particolare, il progetto prevede la raccolta di dati di interazione vocale, sia in dialogo (simulato, in fase di addestramento) con un medico, sia attraverso la risposta vocale a questionari erogati automaticamente attraverso dispositivi mobili (tramite sintesi vocale); l’analisi di tali dati; la correlazione con dati diagnostici strumentali anch’essi rilevati da dispositivi o nell’ambito di una visita ambulatoriale.
Le tecniche di analisi dei dati vocali si concentreranno sia sui biomarcatori vocali (fra cui: timbro, stress, esitazione, dispnea nel parlato, ecc.), anche proponendo semplici esercizi di emissione vocale, sia sul contenuto della conversazione, tramite tecniche di analisi del linguaggio naturale.
Le tecniche sviluppate nell’ambito del progetto si prestano ad applicazioni di pre-diagnosi e follow-up leggero in modalità continua e a domicilio, contribuendo alla deospedalizzazione di condizioni non patologiche. Inoltre, i metodi di analisi sviluppati si possono prestare alla trasformazione in capitale brevettuale d’impresa, anche in modalità spin-off considerando la bassa intensità di capitale richiesta per lo sviluppo di soluzioni software basate su tecnologie standard quali, appunto, smartphone e smartwatch / fitness band.
Mentre l’utilizzo di biomarcatori vocali nel parlato, associata all’uso di assistenti vocali quali Siri, Alexa, Cortana o Google Assistant, ha ricevuto soltanto di recente un qualche livello di attenzione da parte della comunità scientifica, l’utilizzo di tecniche di analisi del linguaggio naturale (NLP) nell’ambito medico vanta una lunga tradizione, in particolare per l’analisi di annotazioni nelle cartelle cliniche (allo scopo di estrarre dati strutturati da narrativa informale). È di questi giorni la notizia dell’acquisizione di Nuance (uno dei primi player nel settore) da parte di Microsoft per 19.7 miliardi di dollari. Microsoft ha giustificato il proprio interesse sulla base delle applicazioni in sanità delle tecnologie di trascrizione del parlato di Nuance.
Nell’ambito del progetto, la sfida tecnologica consiste nell’ottenere utili indicazioni diagnostiche affidando la parte computazionale interamente a un dispositivo mobile (smartphone) già in dotazione al paziente, ottenendo così sia una riduzione di costi, che una maggiore garanzia di privacy (i contenuti delle conversazioni non lasciano il dispositivo del paziente). Ciò è di particolare importanza in un momento in cui proprio le sindromi respiratorie (quelle più facilmente rilevabili da analisi vocale) costituiscono motivo di grande preoccupazione sia per il sistema sanitario, che per la popolazione generale.

The Quantum Bit Woman

La fragilità culturale pervade ampie parti di popolazione di ogni età, amplificata in cause ed effetti dalla pandemia, con danni di immediato e lungo termine nell’economia della conoscenza e del turismo d’arte e di scienza, inestimabile valore in Toscana. The Quantum BitWoman (WQuBit) attinge alle criticità e le trasforma in risorse. Arte e scienza condividono creatività, sperimentazione, e formalizzazione in una mutua fertilizzazione, e insieme alle tecnologie da social network e games, e da internet delle cose, rappresentano uno straordinario potenziale in gran parte inesplorato per sviluppare modi di pensare la realtà complessa e generare ripartenze inedite, attraverso innovazione di contenuti e di linguaggio. In uno spirito di umanesimo scientifico, WQuBit sintetizza strategicamente competenze di arte, fisica quantistica, neuroscienze, informatica, gamification, per creare un nuovo paradigma esportabile in contenuti e metodo, per fruire, conoscere, e valorizzare il patrimonio artistico e culturale toscano, di cui è esperta la partner di filiera Fondazione Sistema Toscana (FST). Viene creato e prodotto un videogame con scopo, giocabile collaborativamente online e in situ in realtà aumentata, ambientato in luoghi d’arte e scienza toscani: lo storytelling avvincente è animato da personaggi divertenti che sbriciolano ogni stereotipo (soprattutto di genere) in avventure quotidiane epiche, e assolvono i compiti usando le bizzarre regole della fisica quantistica a potenziare immaginazione e pensiero creativo. Il gioco stesso girerà in parte sul computer quantistico di IBM. Oltre a esplorare il patrimonio culturale, giocatrici e giocatori si trovano a risolverne problemi di fruizione in modo collaborativo e in approccio citizen science: il premio del gioco è la soluzione, esplorabile senza temere insuccessi e liberando creatività e intuiziione. Per canalizzare queste con efficacia, l’interfaccia problema-videogioco è progettata con esperte/i di neuroscienze e di tecnologie inclusive dell’Università di Pisa. Lo stesso videogioco è realizzato in modo partecipato in Quantum Game Jams come quella condotta per la prima volta in Italia nel 2020 dalle proponenti in Internet Festival. Come in economia circolare, chi gioca può accrescere le proprie competenze con le risorse educative di QPlayLearn http://www.qplaylearn.com (Università di Helsinki, partner di WQuBit), come le quantum pills video-l dizionario di idee essenziali di fisica quantistica.

Siena Hub Against Salmonella Infections

L’assegnista di Ricerca sfrutterà le competenze dell’azienda e i servizi resi disponibili dal Dipartimento d’Eccellenza di Biotecnologia, Chimica e Farmacia dell’Università di Siena. Il progetto SHASI mira alla realizzazione di una metodologia matematico-digitale 4.0 finalizzata a identificare su base probabilistica il percorso migliore su cui indirizzare la ricerca pre-clinica, lo sviluppo del prototipo vaccinale, il disegno del test clinico e la successiva produzione del vaccino (con riduzione dei tempi e dei costi e miglioramento della sicurezza del farmaco), in questo caso del vaccino multivalente contro le malattie generate dal batterio Salmonella. Il progetto verte sull’integrazione di nuovi strumenti: l’Intelligenza Artificiale per la ricerca inerente il vaccino e la piattaforma mOMV (modified Outer Membran Vesicles) per la sua produzione. L’output di questo progetto sarà in seguito utilizzato per ottimizzare la ricerca e lo sviluppo produttivo del vaccino, in modo che il bene rinveniente sia infine un candidato vaccinale alla fase 1 di test clinico, così da essere in grado di affrontare le successive fasi di sviluppo. Nel cogliere l’obiettivo scientifico e tecnologico, sono implicitamente raggiunti la crescita di competenza del team di sviluppo e il rafforzamento dell’azienda e del cosiddetto Siena Vaccines Hub, cioè l’ecosistema accademico-produttivo che fa di quest’area geografica uno dei più rilevanti centri mondiali nel settore vaccinale.

Ship Remote Monitoring via Satellite IoT

Le sfide affrontate dal mondo marittimo sono molteplici e richiedono un sistema di comunicazione integrato terra e satellite per consentire il monitoraggio ed il controllo delle navi, del loro carico e la possibilità di usare sensori anche per altri scopi in ambito marittimo e ittico. Questa attività si basa sul nuovo sistema di comunicazione VHF Data Exchange System (VDES) secondo la specifica ITU-R M.2092. Lo studio si occuperà della trasmissione diretta di dati da sensori (IoT) via satellite per navi, boe, e altre strutture in mare come gli impianti ittici, considerando principalmente i satelliti a bassa quota Low Earth Orbit (LEO) di tipo cubesat, ma anche eventualmente satelliti Geostazionari (GEO) nelle bande L/Ku/Ka che hanno ampio spettro disponibile per la trasmissione. Il sistema di trasmissione deve essere più semplice possibile per poter essere gestito da semplici dispositivi IoT. Il progetto ShipSatIoT si prefigge lo scopo di definire un modello per la comunicazione della tratta da sensore a satellite (uplink) e per la tratta da satellite a terminale a terra (downlink). Per la tratta uplink sarà considerato anche un protocollo di accesso molto efficiente, denominato Enhanced Spread Spectrum Aloha (E-SSA). Sulla base di questo studio sarà possibile realizzare un simulatore in ambiente MatLab che consentirà di studiare le prestazioni di uplink e downlink e permetterà di ottimizzare la fase di acceso rendendo possibili l’uso simultaneo di centinaia di migliaia di sensori. Questo progetto ha quindi come ambito sia le applicazioni per l’automazione di sistemi ittici e marittimi sia le telecomunicazioni per la creazione di nuovi servizi per le comunità marittime.

Un nuovo modulo di SINlAb basato su AI a supporto del medico per la predizione del decorso clinico nei pazienti di Sclerosi Multipla

La sclerosi multipla (SM) è una malattia infiammatorio-neurodegenerativa del sistema nervoso centrale dal decorso clinico altamente variabile da paziente a paziente. Negli anni sono stati sviluppati: i) biomarcatori di imaging (e.s.numero e il volume di lesioni iperintense e rapporto tra le dimensioni di aree cerebrali clinicamente eloquenti nei pazienti di SM rispetto a popolazioni di individui sani); ii) biomarcatori clinici, (e.s numero di ricadute cliniche, trattamento somministrato e disabilita’ clinica); iii) biomarcatori fluidi (es. microRNA). Recenti studi hanno mostrato come indipendentemente una dall’altra le tre classi di biomarcatori, si siano rivelate efficaci nel discriminare, in analisi a livello di gruppo, sotto-popolazioni di MS. L’obiettivo di questo progetto consiste nello sviluppo di un metodo innovativo automatico in grado di predire l’evoluzione clinica del paziente di SM su base individuale. L’algoritmo integrerà insieme modelli predittivi di intelligenza artificiale (AI) ottimizzati singolarmente su ciascuna classe di biomarcatori prodotti da tecnologie di ultima generazione. L’algoritmo verrà implementato come nuovo modulo all’interno di SInLAB, la piattaforma proprietaria sviluppata da SIENA Imaging. Il progetto fornirà ai neurologi un nuovo strumento per il monitoraggio del paziente e verrà proposto alle ASL e gli enti di ricerca. Infine la metodica si potrà facilmente applicare ad altri contesti, quali l’Alzheimer, in cui l’utilizzo indipendente di biomarcatori fluidi e di neuroimaging ha assunto negli anni grande rilevanza clinica.

Sviluppo di rivelatori di radiazione innovativi per la ricerca di materiale nucleare disperso nei trasporti commerciali internazionali

SNIFFER adotterà tecnologie innovative impiegate fino ad oggi solamente nella ricerca più avanzata in fisica nucleare e subnucleare e moderni strumenti di intelligenza artificiale per realizzare un nuovo sensore di radiazione in grado di individuare in tempo reale la presenza di materiale nucleare disperso, o occultato, nei trasporti commerciali internazionali effettuati per mezzo di container. Le statistiche delle agenzie di sorveglianza mostrano che ogni anno si verificano nel mondo numerosi episodi di trasporto illegale di materiali per l’industria contaminati da rifiuti radioattivi. Ciò è principalmente dovuto al fatto che in molti paesi, compresi i paesi emergenti, l’industria nucleare è ormai molto diffusa ma talvolta non rispetta standard di sicurezza adeguati. Di conseguenza, può accadere che le autorità competenti perdano traccia di quantitativi anche non trascurabili di materiale nucleare che viene disperso nelle discariche ed entra nel ciclo di recupero dei metalli. Questi casi di negligenza si traducono in problemi di sicurezza a livello globale. Infatti, anche in Italia, sono stati individuati trasporti di grandi quantitativi di acciaio o semilavorati metallici contaminati da Cobalto-60 provenienti da impianti siderurgici cinesi. In un caso, è stato accertato che una sorgente utilizzata per misurare lo spessore dei refrattari che rivestono gli altoforni era stata per negligenza fusa nel metallo, in altri casi, le cause sono rimaste ignote. La contaminazione è stata scoperta solamente nelle aziende che stavano lavorando l’acciaio, con grande allarme tra il personale e grave danno per la filiera produttiva rimasta bloccata a lungo per la decontaminazione. Per salvaguardare la salute dei lavoratori, limitare i danni economici derivanti dal blocco delle attività delle aziende e dai costi di bonifica, è necessario intercettare il prima possibile questi trasporti pericolosi. SNIFFER svilupperà un portale di nuova generazione per individuare la presenza di materiale radioattivo all’interno dei container facendone delle scansioni rapide, ma affidabili, durante la movimentazione. Realizzeremo un dispositivo economico, robusto e affidabile, utilizzabile in maniera semplice dal personale, nel pieno rispetto delle prestazioni richieste a questi dispositivi, che devono avere estrema sensibilità per il materiale radioattivo, anche schermato, e rimanere entro una soglia prestabilita in termini di falsi allarmi per non rallentare, senza motivo, le attività di movimentazione.

ALLA RICERCA DELL’UNITÀ NELLA DIVERSITÀ: SOLUZIONI ORGANIZZATIVE E NUOVE OFFERTE CULTURALI PER IL SISTEMA MUSEALE TERRITORIALE DELLA PROVINCIA DI LUCCA

Questo progetto si basa su due linee principali che saranno realizzate in stretta collaborazione tra IMT Lucca, Sistema museale territoriale della provincia di Lucca che è composto da 26 musei con il Museo Paolo Cresci come capofila e la Fondazione Cassa di Risparmio di Lucca. Nella prima parte, il progetto propone di indagare le sfide organizzative per il Sistema museale territoriale della provincia di Lucca (SML) e di sviluppare soluzioni a queste sfide al fine di consolidare e migliorare il SML. Inoltre, in questa fase, particolare attenzione sarà dedicata allo sviluppo di un processo decisionale inclusivo supportato da una piattaforma gestionali e dei servizi che garantisce il coinvolgimento di tutti gli stakeholder. SML comprende 26 organizzazioni culturali e creative, di natura sia pubblica che privata, inclusi musei di storia e archeologia, di etnoantropologia, di arte, le case e gli oggetti di famosi artisti e scienziati nati a Lucca e collezioni tematiche. Tale rete con un’ampia varietà di attività, identità organizzative, processi e pratiche porta con sé una complessa struttura di relazioni che ostacolerebbe la creazione di identità e obiettivi organizzativi comuni tra i suoi 26 membri. Ecco perché il nostro progetto svilupperà soluzioni organizzative per superare tali sfide considerando le caratteristiche specifiche di ogni membro di SML. Nella seconda parte, il progetto sviluppa nuove offerte culturali per il territorio sfruttando l’ICT e integrando i prodotti culturali esistenti dei 26 musei e organizzazioni culturali e creative del SML. Queste nuove offerte culturali contribuiranno a: (i) consolidare la collaborazione all’interno del SML; (ii) creare nuove collaborazioni tra diversi operatori culturali, enti pubblici e privati e PMI del territorio; (iii) benessere degli abitanti e creare nuove opportunità per i giovani; (iv) il turismo culturale (sia nazionale che internazionale) nel territorio; e (v) migliorare la conoscenza, l’accessibilità e la gestione sostenibile del patrimonio culturale. Grazie alla sinergia tra la Scuola IMT e i diversi partner del progetto, il programma intende proporre una profonda innovazione nella gestione del patrimonio culturale, tale da presentare una serie di risultati eventualmente trasferibili ad altre realtà. La scelta di enti di diversa natura (pubblici e privati) fanno di questo programma un possibile incubatore di soluzioni innovative e un grande contributo allo sviluppo del territorio.

Sustainable Predictive mAIntenance as a Model

L’obiettivo del progetto SPAIM è sviluppare i componenti essenziali per fornire servizi di Predictive Maintenance (PdM) “as-a-service”, cioè come un servizio agile e configurabile per le esigenze delle aziende, senza ricorrere a soluzioni monolitiche integrate verticalmente. Questa flessibilità di servizi è fondamentale nei paradigmi Industry 4.0, e non viene ancora supportata per le applicazioni di PdM. L’effetto è che molte aziende, in particolare SME, sono di fatto escluse da questi servizi, che invece rivestono un ruolo fondamentale per la transizione digitale dei sistemi produttivi. Per raggiungere l’obiettivo, SPAIM si articola su tre filoni di lavoro, mappati in altrettanti Obiettivi Operativi. Innanzitutto vengono sviluppati algoritmi di Artificial Intelligence (AI) distribuita, che possano lavorare nel continuum tra cloud ed edge. Lo sviluppo di algoritmi di AI di questo tipo è attualmente uno dei temi caldi dell’AI in generale, ma ha negli scenari di Industry 4.0 uno dei casi d’uso più importanti, perché permette di configurare in modo flessibile i servizi basati su AI (come la PdM), sfruttando appieno le potenzialità dei dispositivi presenti nel contesto del processo industriale monitorato. Il secondo pilastro del progetto è la definizione di un’architettura generale per l’integrazione di sevizi di PdM basati su soluzioni di AI distribuita. Tale architettura è fondamentale per avere un blueprint di organizzazione delle varie fasi della fornitura e messa in opera del servizio in contesti applicativi concreti. Infine, il terzo pilastro consiste nella integrazione e validazione sperimentale dell’architettura e degli algoritmi in casi d’uso concreti. I casi d’uso selezionati fanno parte di processi industriali in cui opera il partner industriale del progetto e permettono di valutare prototipi completi delle soluzioni individuate dal punto di vista funzionale e prestazionale. Completa la fase di valutazione anche una valutazione delle opzioni di industrializzazione di tali servizi. Gli output principali del progetto sono quindi: (i) algoritmi di AI distribuita che operino su dispositivi eterogenei tra il cloud e l’edge, adattandosi dinamicamente al contesto applicativo; (ii) un’architettura generale per la loro integrazione in applicazioni di PdM; (iii) lo sviluppo di prototipi integrati in casi d’uso concreti e (iv) una dettagliata validazione sperimentale in questi casi d’uso.

Sviluppo di Tecnologie Avanzate per Telediagnostica, la Teleassistenza, ed il Teleconsulto in Rete

La pandemia COVID-19 ha aumentato la necessità di servizi di mobile health (m-health) and e-health, trasformandoli da opportunità ad un’esigenza. Infatti, prima, l’utilizzo del e-health era un’opportunità per ridurre i costi di trasporto e di ospedalizzazione dei pazienti. Oggi, la pandemia l’ha reso necessario per ovviare all’impossibilità di ricoverare alcuni pazienti in ospedale e per far fronte alla carenza di posti letto disponibili a causa dell’occupazione abnorme causata dalla pandemia. Le tecnologie ICT ed in particolare le recenti e future tecnologie mobili (5G e 6G, rispettivamente) potranno avere un forte impatto sull’evoluzione del m-health e del e-health migliorando il modo in cui i pazienti vengono assistiti. Scenari a breve/medio termine prevedono che l’elevata capacità e bassa latenza fornita dal 5G consentirà il trasferimento di grandi immagini diagnostiche e set di dati. Scenari a lungo termine, abilitati dall’evoluzione della tecnologia 5G (cioè il 6G), prevedono l’effettuazione di chirurgia a distanza anche quando i chirurghi non sono collegati tramite reti cablate. Pertanto, il 5G ed il 6G consentiranno di “mettere in rete” pazienti, medici, specialisti per favorire la telediagnostica, la telemedicina e l’assistenza remota insieme al monitoraggio del paziente in tempo reale. Il progetto “Sviluppo di Tecnologie Avanzate per la Telediagnostica, la Teleassistenza, ed il Teleconsulto in Rete (START)” si pone l’obiettivo di permettere a pazienti, medici di medicina generale e specialisti di mettersi in rete fornendo servizi di Telediagnostica, Teleassistenza e Teleconsulto e migliorando la presenza dei medici (medicina generale e specialista) su tutto il territorio. Il mettersi in rete non significa, pertanto, solo la consultazione off-line di risultati di esami o di cartelle mediche ma prevede anche l’interazione in tempo reale tra paziente e medici. START svilupperà una piattaforma che sfrutterà al meglio tecnologie avanzate di diagnostica remota come elettrocardiografi ed ecocardiografi portatili. Questi verranno messi in rete per collegarli, tramite la rete 5G, con specialisti che potranno monitorare in tempo reale molteplici situazioni selezionando quelle che richiedono una maggiore attenzione o, addirittura, l’ospedalizzazione. La piattaforma START rappresenterà un importante passo verso l’efficientamento della diagnostica specialistica, del supporto allo screening, e dell’assistenza al malato.

STRATegie per il controllo delle malattie in sistemi agronomici sostenibili e per l’induzione di composti bioattivi in FiORi eduli

La necessità di nuovi metodi eco-compatibili di controllo delle malattie dei vegetali richiede che la ricerca scientifica definisca gli strumenti e i mezzi più efficaci a disposizione, sicuri per l’ambiente, la salute umana e animale. La resistenza sistemica acquisita (SAR, un sistema di risposte della pianta importante sia per la resistenza al patogeno che per l’autodifesa una volta avvenuta l’infezione) rappresenta una valida opportunità nella protezione naturale delle piante. Le attività di ricerca di STRATFOR (svolte in stretta collaborazione con l’Azienda agricola Carmazzi, una realtà importante della filiera di produzione di fiori eduli biologici della Toscana) mirerà all’utilizzo dell’ozono disciolto in acqua come induttore di resistenza contro organismi patogeni (quali agenti causali di oidio, peronospora e botrite) in specie erbacee da fiori eduli (quali tagete, bocca di leone, garofano cinese e begonia). Così facendo sarà possibile valutare anche i possibili effetti benefici in termini di crescita e di sviluppo delle piante (in virtù della loro maggiore tolleranza agli stress biotici). Lo studio dei meccanismi fisiologici e biochimici alla base dell’induzione SAR attivata da trattamenti con acqua ozonizzata apporteranno un contributo originale nel campo delle strategie eco-sostenibili di difesa delle piante aprendo nuove prospettive della gestione eco-compatibile di tutti processi agricoli, in particolare biologici. Infatti, l’acqua ozonizzata può essere considerata un prodotto completamente eco-compatibile (in quanto non lascia residui, non necessita la conservazione o il trasporto, non è pericolosa per gli operatori) che può essere facilmente adottata in agricoltura biologica. I risultati di STRATFOR consentiranno di d’individuare e caratterizzare i metaboliti coinvolti nelle reazioni di difesa da fitopatogeni che possono essere indotti dall’O3 (ipotizzando che possa avere un ruolo analogo a quello di elicitori fungini con conseguente produzione di metaboliti secondari antimicrobici). Una dettagliata caratterizzazione dei profili di questi composti bioattivi fornirà potenti strumenti per definire i meccanismi di biocontrollo e nuovi possibili impieghi dei fiori eduli (i.e., floroterapia).

La Fototeca di Pèleo Bacci nella Biblioteca Comunale di Siena. Conservazione, catalogazione e digitalizzazione

Gli archivi fotografici sono ormai riconosciuti come un elemento fondamentale del patrimonio culturale e della memoria collettiva; le istituzioni pubbliche che li custodiscono hanno il compito non soltanto di conservarli, ma anche di catalogarli, digitalizzarli e valorizzarli, rendendoli agevolmente fruibili online. Da oltre un decennio proprio la possibilità di consultare una serie sempre più estesa di documenti fotografici disponibili in rete ha rappresentato una vera e propria svolta per la ricerca storico-artistica: questo progetto è finalizzato pertanto a ordinare, catalogare, digitalizzare e pubblicare online una fototeca di proprietà pubblica rimasta finora estranea agli studi. La Biblioteca Comunale degli Intronati di Siena custodisce il fondo di Pèleo Bacci (San Marcello Pistoiese 1869-Siena 1950) comprendente, oltre ai suoi libri, le sue collezioni e un sostanzioso archivio personale e di lavoro. Storico dell’arte di notevole valore, Bacci, dopo avere retto per un decennio la Soprintendenza pisana, fu soprintendente di Siena dal 1923 al 1941. L’ampio nucleo documentario, donato nel 1950, include pure una cospicua fototeca, costituita da circa 4000 fotografie: immagini connesse con gli interessi di studioso e con l’attività istituzionale di Bacci, preziose testimonianze del patrimonio storico-artistico dell’intera Toscana tra Medioevo e Rinascimento. L’obiettivo del progetto consiste nell’ordinare e valorizzare questo corpus guardando ai principali modelli di fototeche online, in particolare a un punto di riferimento internazionale come la Fototeca Zeri di Bologna, individuata come partner attraverso la Fondazione Zeri. In veste di partner compare pure la Soprintendenza Archeologia Belle Arti e Paesaggio per le province di Siena, Grosseto e Arezzo, perché il progetto ha pure la finalità di rilanciare l’attenzione – tramite lezioni, seminari e conferenze – non solo sul Bacci studioso, ma anche sul Bacci soprintendente e sul suo quotidiano, instancabile ed esemplare impegno per la conservazione e la tutela del patrimonio. Il progetto, infine, permetterà a un assegnista di ricerca di maturare esperienza nel campo delle digital humanities, mentre la messa in rete della Fototeca Bacci potrà essere utile a sviluppare un network di relazioni qualificate tra istituzioni culturali toscane e centri di ricerca nazionali e internazionali.

PGT – Paleo GIS Toscana

Il progetto prevede di creare un sistema informativo geografico (GIS) dei siti e delle evidenze paleontologiche della Regione Toscana, che rappresentano un assoluto punto di riferimento a livello internazionale, partendo dai dati storici (dalla fine del sec. XVIII) fino a quelli più recenti. Il progetto prevede l’acquisizione di punti GPS attraverso sopralluoghi sul campo per verificarne la congruenza con i dati presenti in letteratura e con quelli in archivio presso il Museo di Geologia e Paleontologia e di altre Istituzioni toscane (Ecomuseo dell’Appennino Pistoiese, Partner del Progetto). Il GIS ottenuto potrebbe collegarsi con altri database per creare un unico ecosistema digitale dove possano confluire differenti dati e materiali multimediali (immagini, video, pubblicazioni, modelli tridimensionali di fossili e siti paleontologici). Questo sistema informativo geografico, in italiano e in inglese, potrebbe essere consultabile sia attraverso un applicativo web (WebGIS) sia con smartphone per migliorare sensibilmente la ricerca scientifica e la promozione culturale (Musei e siti visitabili). In ambito paleontologico potrebbe rappresentare un nuovo strumento che possa essere utilizzato da differenti stakeholder (Soprintendenze, decisori politici, partner del progetto, ecc.) Considerando la sensibilità di alcuni dati, la loro visualizzazione avverrà attraverso livelli di accesso differenziati per tipologia di utenza. L’assegno di ricerca previsto dovrà sviluppare la ricerca relativa alla raccolta e all’organizzazione dei dati paleontologici e sviluppare la loro organizzazione informatica, possibilmente su software open source. In relazione al punto 4.1 del bando, il progetto è riconducibile a diversi ambiti applicativi (e relative roadmap) individuati dalla Smart Specialization Strategy (S3) Regionale (DGR 204/2019 “Strategia regionale di specializzazione intelligente (RIS3). Approvazione della Nota di Aggiornamento di Medio Periodo)”, nonché ad almeno 2 dei 4 temi di interesse indicati (Intelligenza artificiale e Big Data; Progettazione territoriale e rigenerazione urbana a base culturale).

QD4PH-Sviluppo di Quantum Dots Carboniosi Fluorescenti per rilevazione rapida di pH in applicazioni diagnostiche

Nell’ambito della diagnostica in vitro uno dei settori più importanti è quello della microbiologia, in cui rientrano molteplici applicazioni, sia nel campo clinico che in quello industriale, quali la rivelazione batterica, l’identificazione e i test di suscettibilità dei microrganismi verso gli antibiotici. Focalizzandosi sulla rilevazione batterica in campo clinico, si parla di sepsi come conseguenza della risposta inappropriata dell’ospite ad un’infezione batterica, che può portare a sepsi grave e shock settico che causano lunghe degenze in ospedale ed elevate morbosità e mortalità. La possibilità di rilevare precocemente tale condizione nel paziente è una priorità globale secondo la OMS e linee guida specifiche per il suo trattamento sono state pubblicate nel contesto della Surviving Sepsis Campaign (2016). Ciò nonostante, i sistemi attualmente disponibili (allo stato dell’arte) riescono a rilevare lo stato di setticemia solamente a seguito di emocolture che durano in media da 3 a 10 giorni. Inoltre la determinazione di un campione positivo è spesso effettuata attraverso la rilevazione del cambio di pH generato a seguito dei prodotti della crescita batterica (CO2 o acido piruvico, etc…). Il pH può essere misurato attraverso sensori colorimetrici o fluorescenti, a seconda delle piattaforme.
A questo proposito, recentemente in letteratura sono state descritte delle nanoparticelle carboniose fluorescenti, chiamate Carbon Quantum Dots che, opportunamente dimensionate, dopate e funzionalizzate, possono esprimere una dipendenza della fluorescenza dal pH tale da essere altamente sensibili a piccole variazioni del pH stesso nell’intervallo d’interesse per la rilevazione della crescita batterica, aprendo la strada alla potenziale riduzione del tempo necessario alla determinazione finale di uno stato di setticemia.
Il progetto si prefigge pertanto lo scopo di sviluppare nanoparticelle carboniose fluorescenti ed altamente sensibili alle variazioni di pH che possano essere integrate in un sistema automatico di emocultura per ridurre i tempi di diagnosi della setticemia.

Raccolta di Big Data Meteo ed Analisi Tramite Intelligenza Artificiale in Ambito Smart Agrifood

Nel corso dei recenti progetti SVIICTPRECIP “Nefocast” (Regione Toscana, 2016-2019) e MISSISSIPPI (Università di Pisa, 2018-2020) è stata dimostrata la fattibilità di un economico ed efficace sistema per la stima dell’intensità di pioggia che utilizza misure opportunistiche del livello dei segnali dei satelliti televisivi.
Inoltre, è stata dispiegata una rete sperimentale di sensori, costituita da alcune decine di ricevitori satellitari su tutto il territorio regionale, la quale ha effettuato misure dell’attenuazione causata dalla (eventuale) pioggia sul segnale a microonde lungo le varie tratte fra il satellite ed i terminali di terra, durante un arco temporale di circa 4 anni. Considerando che ciascun terminale di misura acquisisce un campione al minuto, l’ordine di grandezza del Big Data così ottenuto risulta di parecchie decine di milioni di dati, ulteriormente integrati da misure ancillari raccolte tramite una apposita rete IoT di vari sensori ambientali e meteo tradizionali. E’ stato inoltre dimostrato che tramite opportune elaborazioni dei dati grezzi relativi all’attenuazione dei segnali satellitari è possibile ricavare stime affidabili dell’intensità di pioggia.
Nella presente proposta di progetto, si intende quindi sfruttare al massimo le potenzialità della mole di dati contenuta in tale Big Data (tra l’altro, con la prospettiva di un’ulteriore crescita dei dati raccolti, grazie ad un imminente e già pianificato potenziamento della rete di misura) facendo ricorso a tecniche di Intelligenza Artificiale (AI) che implementano un apprendimento automatico (Machine Learning, ML) al fine di estrarre utili informazioni meteo destinate all’impiego in ambito Smart Agrifood. In particolare, lo scopo dell’impiego di algoritmi AI/ML è di ottenere una stima accurata ed in tempo reale dell’intensità di pioggia (in mm/h) rimuovendo eventuali errori sistematici (come, ad esempio, quelli dovuti ad improvvise variazioni del livello del segnale a seguito di interventi da parte dell’operatore satellitare), di fornire affidabili previsioni a breve termine sull’evoluzione del fenomeno precipitativo e di generare mappe 2D del campo di precipitazione. Si prevede infine di testare e convalidare gli algoritmi AI/ML sviluppati nel corso del progetto effettuando una campagna di misure in un’area agricola appositamente scelta in regione.

RECHARGE – Il patrimonio culturale come esperienza relazionale rinnovata

Il progetto intende applicare alla fruizione dei principali luoghi della cultura cittadina il concetto – centrale nella Rete – di UGC (Users Generated Content), ossia un utente che non si limita alla fruizione dei servizi a lui rivolti, ma diventa co-produttore e co-artefice dell’efficacia dei servizi realizzati. La pandemia da Covid-19 ha sospeso, interamente o parzialmente, la vita nei luoghi cittadini della cultura, già scarsamente partecipati da giovani nella fascia di età tra i 19 e i 26 anni. Le strategie messe in campo in questi mesi per rafforzare i servizi sul Web già attivi o crearne di nuovi non sono state sufficienti a fare di biblioteche e musei digitali luoghi significativi per le proprie esperienze culturali a tutti gli effetti. Per tali motivi, il Progetto RECHARGE vuole rappresentare una ripartenza che veda convergere intorno al patrimonio culturale l’azione della ricerca scientifica, degli operatori della filiera culturale e la valorizzazione della creatività giovanile. Il progetto prevede un coinvolgimento degli studenti universitari in particolare attraverso una sorta di “patto” che favorisca il loro inserimento nella vita di biblioteche e musei e li abiliti, mediante l’impiego di strumenti digitali, alla produzione originale di contenuti crossmediali. Si costituirà una sorta di rete di sostegno culturale ad una fascia di popolazione particolarmente toccata dalle conseguenze della pandemia, grazie all’apporto delle scienze sociali e alle esperienze altamente qualificate dei prestigiosi operatori culturali coinvolti. Biblioteche e musei metteranno a disposizione per questo scopo le loro collezioni, per rendere possibile la costruzione cooperativa di nuove conoscenze. Questo avrà una ricaduta positiva sulla rinascita della vita culturale urbana, in particolare sul contesto pistoiese, fiorentino ed empolese, che si consolidi indipendentemente dai tempi di ripresa dei flussi turistici.

Nuovi modelli giuridici di Rigenerazione urbana: le Caserme Dismesse nella città di Pisa

Il progetto si propone di favorire la riconversione del patrimonio militare dismesso, presente nella città di Pisa, e la sua reintegrazione nel contesto urbano, in particolare per rispondere alle esigenze della comunità universitaria e professionale, salvaguardando l’interesse pubblico alla conservazione e alla valorizzazione dei beni culturali coinvolti.
La ricerca prende in considerazione le caserme quale categoria particolare di immobile urbano di pregio, originariamente pubblico e oggi potenzialmente interessato da fenomeni di disuso e/o abbandono a causa delle mutate esigenze istituzionali delle amministrazioni. Attraverso l’esame dei casi concreti presenti sul territorio e delle problematiche relative ai processi di dismissione e recupero, si punta ad offrire assistenza giuridica ai soggetti coinvolti nei differenti stadi di avanzamento dei percorsi di trasformazione che interessano questi peculiari siti: il ruolo del team di ricercatori sarà quello di facilitare il coordinamento tra investitori e P.A., nonché l’inclusione dei diversi stakeholder, consentendo di svolgere i programmi di investimento in un contesto di chiarezza e di maggiore efficienza dei profili tecnico-giuridici rilevanti.
L’attività di ausilio alla definizione dei percorsi di riutilizzo intende privilegiare forme di partenariato sostenibile pubblico-privato, in grado di rispondere alle necessità poste dal valore culturale dei siti interessati] e dalla vocazione universitaria della città, idonea a generare capitale umano ad elevato valore aggiunto; contribuire a una riconversione dei complessi immobiliari ispirata ai più avanzati modelli europei di integrazione tra forme moderne di sostegno all’abitare studentesco (o ulteriore residenzialità cd. speciale) e altri servizi per la formazione e l’innovazione; individuare gli schemi giuridici di utilizzo (e messa a reddito) meglio deputati a creare ecosistemi che favoriscano lo scambio tecnologico tra ricerca e mondo del lavoro, assecondando bisogni manifestatisi significativamente in occasione della crisi pandemica (es. spazi di coworking, incubatori di start-up e altri luoghi di aggregazione per studenti e giovani professionisti), nonché a garantire una effettiva valorizzazione culturale dei compendi. Con la restituzione delle stesse aree al tessuto urbano, i processi di trasformazione indagati garantiranno la conveniente fruizione degli spazi non esclusivi e, dunque, la contestuale funzione pubblica dei beni.

Robot Esocheletrico ELettro-IDraulico a basso costo per riabilitazione dell’arto superiore

I robot esoscheletrici sono robot la cui struttura è collocata in prossimità del corpo e degli arti dell’uomo. Recentemente sono stati studiati per diverse applicazioni tra le quali emerge quella della riabilitazione motoria post-trauma. In questo ambito sono stati sviluppati numerosi dispositivi basati su soluzioni elettromeccaniche diverse.
Nell’ambito del progetto ROBELID verrà sviluppato un robot esoscheletrico basato su un’attuazione elettroidraulica innovativa che fa uso di una Trasmissione Idrostatica a Membrana (TIM). Questa particolare implementazione consente di realizzare un robot con motori delocalizzati rispetto alla struttura rendendola leggera e quindi molto più sicura dell’interazione con l’uomo. Inoltre, la TIM permette di implementare un controllo molto accurato delle forze esercitate dal robot senza utilizzare sensori di forza (componenti costosi e fragili) consentendo di realizzare un sistema affidabile, a basso costo, senza compromessi sulle prestazioni.
La ricerca parte da un prototipo di esoscheletro semplificato dotato di un solo giunto robotico che è già stato sviluppato dal team. Questo primo prototipo, oltre a dimostrare come la TIM possa essere compatibile con questa applicazione, evidenzia come tale sistema meccanico non richieda precisioni produttive elevate (e quindi costi associati) tanto da poter essere costruito con comuni tecniche di manufacturing additivo.
L’obiettivo del progetto è quello di realizzare un sistema esoscheletrico di almeno 4 giunti attuati tramite TIM in grado di esercitare forze nel range di 10-50 N all’avambraccio dell’utente dimostrando la possibilità di implementare un esoscheletro robotico a basso costo senza compromessi sulle prestazioni in termini di accuratezza e ergonomia.
Il progetto prevede le seguenti fasi realizzative:
1. Progetto e realizzazione
La progettazione del nuovo esoscheletro robotico prevede lo studio della cinematica e dell’architettura di sistema privilegiando soluzioni che massimizzino ergonomia e comfort. Successivamente si prevede di passare alla progettazione di dettaglio meccatronica e alla realizzazione/integrazione del prototipo.
2. Controllo e dimostrazione
Il controllo del sistema robotico verrà sviluppato e una campagna di test di caratterizzazione del nuovo prototipo verrà condotta. Il progetto si concluderà con una dimostrazione di usabilità e uno studio di ingegnerizzazione.

Strategie Culturali a scala territoriale e interventi per la rigenerazione del centro storico di Montelupo Fiorentino

Fondazione Museo Montelupo, Museo della Ceramica e Comune di Montelupo F. hanno all’attivo da alcuni anni un programma di valorizzazione dei luoghi della ceramica e di rigenerazione urbana, riconoscendo nella cultura, e sue declinazioni, il volano per la crescita economica e sociale del territorio. Sono emerse l’esigenza di un’azione progettuale coordinata che tenesse insieme tutti gli elementi sparsi nel territorio e valorizzasse i beni materiali e immateriali e, registrato un impoverimento del centro storico di Montelupo, la necessità che fosse il borgo il principale destinatario delle prossime azioni di rigenerazione urbana: il primo tassello di un più ampio lavoro a scala territoriale. La soluzione è stata individuata nella possibilità di istituire il Parco culturale ceramico. Questo comprenderebbe tutto il territorio comunale, dai luoghi a vocazione culturale a quelli destinati alla formazione, includendo la possibilità di ampliamento e diversificazione delle formule ricettive e il potenziamento del distretto produttivo e creativo della ceramica. Il progetto StraCult Montelupo si articola in due parti. La prima è lo sviluppo di un masterplan generale per il Parco. Ciò implica una necessaria calibrazione delle possibili strategie di sviluppo, tali da considerare l’offerta culturale complessiva e gli impatti legati anche al potenziale attrattivo della Villa Medicea (Uffizi Diffusi). É quindi opportuno che il progetto consideri i vari scenari e appronti una strategia di tipo sostenibile, per evitare prevedibili operazioni di mercificazione dei luoghi e il degrado del tessuto urbano e sociale. La seconda parte del progetto riguarda la rigenerazione del centro storico. Sebbene il contesto montelupino non si presenti come una realtà sociale degradata, il nuovo sviluppo urbano e le dinamiche socio-economiche dell’empolese hanno determinato il lento ma progressivo svuotamento del borgo, creando dei micro-vuoti urbani. In questo scenario, il centro storico è stato individuato come principale destinatario delle prossime azioni di rigenerazione urbana da attuare attraverso il recupero dell’area del Palazzo Podestarile, oggi parzialmente dismessa, e la sua conversione in un centro culturale. L’area, con spazi per laboratori per artisti ospiti, mostre ed eventi, intende tornare ad essere di nuovo luogo di aggregazione e di produzione culturale e, in sinergia con gli altri punti del sistema del Parco, innescare una dinamica virtuosa per la rinascita del borgo.

Nanoparticelle e nanodispositivi per la rigenerazione nervosa indotta da stimoli meccanici

Le lesioni spinali traumatiche (spinal cord injury, SCI) hanno conseguenze fisiche, emotive ed economiche devastanti per i pazienti, le loro famiglie e gli operatori sanitari. Inoltre, la SCI è un grave problema di salute pubblica, con un’incidenza che varia da 3,6 a 195,4 pazienti per milione in tutto il mondo . La causa principale di SCI in tutti gli stati sono gli incidenti stradali (35% -55%), le cadute (20% -50%), violenza (2% – 10%) e sport / ricreazione (1% -30%), a seconda dell’area geografica1. Secondo le buone pratiche correnti, il trattamento della SCI è tipicamente basato su una combinazione di terapie come trapianti di cellule, somministrazione di fattori neurotrofici, eliminazione di molecole inibitorie e stimolazione elettrica dei circuiti spinali ma i risultati di recupero funzionale ad oggi non sono ancora soddisfacenti.
Recentemente la forza meccanica è emersa come un potente regolatore di crescita assonale e il processo di crescita assonale indotto da stimoli meccanici è indicato come stretch-growth. Tuttavia, l’uso della forza meccanica, da sola o in combinazione con altri approcci, per accelerare il processo di rigenerazione spinale, non è mai stata studiata a causa della mancanza di metodologie per indagare l’effetto della forza su modelli preclinici. Recentemente, il nostro gruppo ha sviluppato un metodo non invasivo basata su nanotecnologie per indurre stretch-growth. Abbiamo validato questa tecnologia su culture di neuroni isolati da topo, dimostrando la capacità di indurre allungamento assonale, ramificazione dei processi e maturazione sinaptica. Partendo dalle conoscenze maturate negli studi pregressi, il presente progetto ha come obiettivo di sviluppare nanostrutture e nanosdispositivi compatibili con la sperimentazione animale allo scopo di validare la stretch-growth come strategia terapeutica per curare lesioni spinali.

Nanobiosensori nella medicina di precisione

Questo progetto unisce due organizzazioni con competenze complementari al fine di portare un contributo a due degli snodi cruciali della transizione dall’evidence based medicine alla medicina di precisione, con particolare attenzione alla diagnostica. Elementi essenziali di questa transizione sono l’abbandono della standardizzazione dei protocolli terapeutici a favore di trattamenti personalizzati, e una definizione di questi trattamenti in base alle caratteristiche molecolari sia della patologia, sia del paziente. I proponenti individuano quali elementi essenziali di questa nuova medicina le tecnologie omiche e di imaging avanzato che consentono la profilazione di patologia e paziente, e la rivelazione ultrasensibile dei segnali molecolari caratteristici delle diverse patologie. Unendo le competenze su nanotecnologia, bioinformatica e data science della Classe di Scienze della Scuola Normale Superiore, e quelle su scienze omiche, imaging avanzato e bioinformatica di Fondazione Pisana per la Scienza ONLUS, in questo progetto sono aggrediti due snodi centrali della transizione verso la medicina di precisione:
(i) rendere accessibile l’analisi delle grandi masse di dati prodotte dai processi di profilazione molecolare di pazienti e patologie attraverso la messa a punto di sistemi di visualizzazione avanzata che consentano l’utilizzo di questi dati da parte di personale medico privo di specializzazione in bioinformatica e
(ii) mettere a punto sistemi innovativi per la diagnostica molecolare ad alta sensibilità implementando un’architettura innovativa ingegnerizzata per disassemblarsi in modo irreversibile a seguito dell’interazione con il biomarcatore di interesse.
Su questi due filoni saranno formati e resi protagonisti due figure di ricercatrice/ricercatore che potranno utilmente contribuire alla Roadmap 4.2 individuata da Regione Toscana e trovare occupazione sia nelle imprese del settore biomedico, sia nel mondo della ricerca grazie all’attualità e strategicità delle professionalità acquisite.

Applicazione di reti neurali profonde per il miglioramento di immagini ecografiche

L’ultrasonografia in campo biomedico rappresenta una metodologia rilevante, per efficacia diagnostica, non invasività, versatilità e costi. E’ una tecnica in evoluzione con un mercato molto competitivo. La ricerca è rivolta al miglioramento della qualità diagnostica di questo strumento attraverso la realizzazione di metodi per l’elaborazione delle immagini. Un’applicazione di approcci tipici dell’intelligenza artificiale (IA) che promettono di superare alcuni limiti degli approcci convenzionali per la riduzione di artefatti, quali la non semplice ottimizzazione dei parametri dei filtri e la non generalizzabilità all’elaborazione di immagini di diversi distretti corporei o con diverse sonde.
Il progetto Neur-Eco si propone di sviluppare un approccio integrato che permetta di valutare comparativamente approcci classici e approcci basati su reti neurali profonde al fine del miglioramento della qualità delle immagini ecografiche.
Un obiettivo del progetto sarà quello di realizzare un filtro basato su reti neurali di tipo convolutivo in grado di supportare l’analisi dell’immagine in modo diverso a seconda del distretto anatomico ispezionato. Una struttura capace di adattarsi alla specificità dei dati in ingresso, quale una basata su metodiche di IA, ha la potenzialità di ottenere un processing ottimale al variare dell’input scelto e generalizzabile a diversi livelli di rumore. A tale scopo, dovranno essere identificate le immagini più idonee per l’addestramento, anche tramite simulazioni e l’ottimizzazione di tecniche convenzionali di elaborazione.
Un altro obiettivo riguarda lo sviluppo di reti di tipo innovativo che possano integrare le conoscenze a priori sulle caratteristiche delle strutture di interesse e del rumore. Tale approccio, che attualmente è implementabile in reti che fanno uso delle wavelet frames, è un promettente strumento per l’analisi multi-risoluzione delle immagini, e rappresenta inoltre un cambio di paradigma rilevante. Infatti, le reti sviluppate in questo modo non vengono più viste come modelli a scatola nera, ma possano essere meglio caratterizzati e progettati in modo più efficiente. Le metodologie sviluppate in Neur-Eco sono altamente innovative, destinate a svilupparsi e integrarsi nei sistemi di imaging.
Il progetto rappresenterà un momento significativo di collaborazione e trasferimento tecnologico tra università e azienda che potrà avere ricadute sul livello di occupazione della Regione.

Stampa Diretta Di Metallo Su Scala Micrometrica Per La Realizzazione Di Microsensori Di Gas E Componenti Elettronici Di Nuova Generazione

Il progetto ha come obiettivo la progettazione, realizzazione e testing di una nuova generazione di microsensori per monitoraggio ambientale e componenti elettronici per il trasferimento wireless dell’informazione ottenuti per stampa 3D di metallo su scala micrometrica e submicrometrica ed eventuale, successiva, conversione in ossido metallico.
Il progetto è basato sull’unicità della microstampante Exaddon del Centro per l’Integrazione della Strumentazione Scientifica dell’Università di Pisa (CISUP), al momento ve ne sono 2 installate in Europa, 1 in Italia presso il CISUP, che permette la stampa 3D di strutture in metallo (anche di diverso tipo) fino alla microscala, aprendo nuove opportunità nell’ambito dell’additive manufacturing per la progettazione e realizzazione di nuovi microsensori e componenti elettronici (e non solo) non altrimenti realizzabili.
Oggetto del progetto sono, la stampa di matrici 1D e 2D di sensori di gas per il monitoraggio di inquinanti ambientali, quali NOx e composti volatili (VOCs); la stampa di componenti elettronici per la trasmissione wireless del segnale (e dell’informazione in genere), p.e., microinduttori, trasformatori, microantenne. I componenti stampati, dopo una prima fase di caratterizzazione in laboratorio, verranno integrati con i circuiti di pilotaggio/lettura e impiegati in uno dei prodotti commerciali di Colorobbia, partner industriale del progetto, per il monitoraggio della qualità dell’aria in ambiente domestico.
Colorobbia ha, infatti, interesse specifico nello sviluppo e commercializzazione di sensori di gas nanostrutturati con trasferimento wireless dell’informazione per applicazioni di monitoraggio ambientale, da integrare all’interno di alcuni prodotti già in commercio che sfruttano nanomateriali per la purificazione dell’aria in ambienti domestici e non, quali ad esempio il Brid Air Purifier (https://eu.brid.com/products/brid-air-purifier).

BOBOLI PER NOI. Il Piano per l’accessibilità del Giardino di Boboli e del Giardino delle Scuderie Reali, Firenze

Il progetto di ricerca si colloca tra gli studi rivolti ad individuare strategie e soluzioni operative per migliorare l’accessibilità al patrimonio culturale nel rispetto dei valori storici e sociali che esso esprime. In particolare, è finalizzato ad elevare il grado di accessibilità ai luoghi, ai servizi e ai contenuti culturali del Giardino di Boboli – dal 2013 patrimonio mondiale dell’umanità (“Ville e giardini medicei”) – e del Giardino delle Scuderie Reali, che ne costituisce la sua preziosa appendice e la proiezione verso il Viale dei Colli. Tale obiettivo è coerente con le riflessioni sviluppate nell’ambito della cultura del restauro che considerano l’accessibilità come una delle principali qualità di un accurato progetto di conservazione. Le istanze della salvaguardia del patrimonio culturale e quelle della sua fruibilità, d’altra parte, sono entrambe contemplate nella nostra Costituzione e trovano una sintesi nel concetto di “valorizzazione”, così come definito nell’aggiornamento (2008) del Codice dei Beni Culturali e del Paesaggio.
L’esigenza di correlare e armonizzare l’accessibilità e la promozione della cultura alla salvaguardia del patrimonio culturale richiede una visione comprensiva della realtà. Da un lato, è necessaria una rigorosa conoscenza del contesto di intervento e dei suoi valori, tangibili e intangibili; dall’altro, occorre una comprensione profonda delle esigenze e delle aspettative degli utenti, a partire da quelle espresse dalle persone deboli e disabili. Solo a questo punto potranno essere messi in atto i più efficaci interventi di adeguamento/riqualificazione (di tipo organizzativo-gestionale – anche mediante ICT – e/o di tipo architettonico). Per coniugare queste istanze in forma equilibrata, occorre uno strumento guida coerente con le risorse disponibili/prevedibili e basato su fasi coordinate:
(1) Conoscenza dei luoghi,
(2) Rilievo dei problemi di accesso,
(3) Programmazione degli interventi,
(4) Progettazione degli interventi, e
(5) Monitoraggio del processo e degli esiti.
Il ‘prodotto’ atteso è il Piano per l’Accessibilità del Giardino di Boboli e del Giardino delle Scuderie Reali, un programma strategico di medio-lungo periodo finalizzato a migliorare l’accessibilità dei siti mediante una serie di azioni coerenti cadenzate nel tempo.
Si tratterebbe di un’esperienza di ricerca originale e unica nel suo genere i cui esiti potrebbero essere utilmente trasferiti ad altri giardini e parchi storici della Toscana.

Applicazioni di sensOristica da dRone per la diagnostica non invasiva dei BenI culTurALi

Lo scopo del progetto è la progettazione, messa a punto, sperimentazione e finalizzazione di un sistema di indagine da piattaforma aviotrasportata (UAV, Unmanned aerial vehicle), ai fini del miglioramento della diagnostica e conservazione dei Beni Culturali Architettonici.
Il drone utilizzato è Saturn, interamente progettato e costruito dal Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università degli Studi di Firenze. Tale drone è leggero, modificabile per ogni esigenza e in grado di operare in scenari complessi o in condizioni atmosferiche sfavorevoli ed ha la possibilità di riconfigurare i motori in volo in caso di emergenza, caratteristiche che lo rendono sicuro e particolarmente adatto al sorvolo di aree urbane o siti di interesse culturale. Saturn è equipaggiabile con varie tipologie di sensoristica remote sensing: in particolare per questo progetto si propone l’impiego dei seguenti strumenti: iperspettrale, con la nuova camera HYDRACAM (HYperspectral DRone Advanced CAMera) sviluppata dal Dipartimento di Scienze della Terra-UNIFI e dal Dipartimento di Fisica-UNIFI; multispettrale; termografico e LiDAR.
Il progetto si propone di fornire uno strumento innovativo per il supporto al quadro conoscitivo sullo stato di conservazione relativo a manufatti architettonici e al loro contesto urbano (costruito e reti stradali), in modo speditivo e da remoto, superando i limiti di tecniche diagnostiche tradizionali che richiedono l’accesso diretto al Bene. Il sistema di acquisizione da drone integrato con tecnologie remote sensing potrà essere impiegato per il monitoraggio prima e dopo gli interventi di restauro, per la mappatura e la classificazione del biodegrado, dell’umidità e degli effetti dell’inquinamento sui manufatti architettonici e per la mappatura delle sostituzioni dei materiali originari delle pavimentazioni di interesse culturale.
Le informazioni acquisite permetteranno di ottenere un quadro conoscitivo completo delle problematiche sotto forma di modelli interrogabili e sovrapponibili in 3D, facilmente gestibili a diversi livelli e operativamente spendibili per le finalità di analisi e monitoraggio di ogni Bene Culturale in esame.

Noise Recognition By blg data Elaboration

Le misure di rumore per la valutazione dell’inquinamento acustico prevedono la raccolta continua di livelli sonori per intervalli che possono arrivare anche a tre settimane. La normativa prevede che tali dati vengano depurati da eventi spuri non riconducibili alla sorgente in esame. Al momento tale riconoscimento viene svolto da personale qualificato con notevole dispendio di tempo e costituisce un limite serio alle attività di monitoraggio. Il progetto si propone di sviluppare algoritmi per il riconoscimento automatico di tali eventi, la loro ottimizzazione e la loro implementazione con costi ridotti a bordo delle centraline di misura. Una fase ulteriore del progetto prevede l’individuazione di sorgenti non ancora catalogate, per una più completa descrizione del clima acustico e come contributo al miglioramento delle norme che regolano l’inquinamento acustico. Il lavoro sfrutterà dati disponibili e dati da raccogliere in collaborazione con il partner, attraverso campagne di misura mirate alla acquisizione di eventi sonori per il training e la validazione dei risultati ottenuti dalla rete neurale che sarà alla base del metodo.
Il progetto sarà configurato in maniera tale da sfruttare i dati provenienti da una rete diffusa di fonometri, quale potrebbe essere quella di una smart city. L’altro obiettivo del sistema consiste nel facilitare l’analisi di dati di rumore per “citizen scientist” che sfruttano il loro telefono per raccogliere dati oppure contribuiscono alla raccolta di dati ospitando moduli fonometrici di modeste dimensioni e costo.

Digitalizzazione e analisi integrata del patrimonio osteoarcheologico della Toscana (Province di Pisa e Livorno)

I reperti umani antichi rappresentano la forma più tangibile e diretta per comprendere lo stile di vita e lo stato di salute delle comunità del passato, un vero e proprio archivio biologico di informazioni, ma troppo spesso sussistono notevoli problematiche per quanto riguarda la localizzazione, conoscenza, reperibilità dell’accesso ai materiali scheletrici stessi.
La documentazione lacunosa spesso infatti impedisce agli organi di ricerca e tutela di dare effettivo rilievo a questo patrimonio culturale e, soprattutto, di mettere a punto strategie progettuali integrate.
OsteoDigiT ha lo scopo di aumentare la conoscenza e dunque la valorizzazione e la fruibilità delle collezioni osteoarcheologiche umane presenti in Toscana, in sinergia con gli operatori della Soprintendenza Archeologica, Belle Arti e Paesaggio per le province di Pisa e Livorno, attraverso un progetto di ricognizione, catalogazione, digitalizzazione e realizzazione di un database open access che permetta un’effettiva e unificata conoscenza circa la loro localizzazione, contestualizzazione archeologica, stato di conservazione, nonché la libera fruizione delle informazioni.
Gli strumenti di digitalizzazione open source, con la creazione di un database osteologico, rappresenta lo strumento attraverso il quale si potrà contribuire a preservare e diffondere i dati in modo veloce, facile ed economico e favorire la condivisione di informazioni e la realizzazione di analisi altamente specializzate.
Il progetto infatti offre l’opportunità di effettuare indagini paleonutrizionali sulle comunità toscane del passato, con riferimento alla Tarda Antichità (IlI-VII AD), un periodo contraddistinto da intense trasformazione politiche, economiche, sociali e ambientali e per il quale ad oggi le informazioni sono estremamente scarse.
Le analisi chimiche, che consentiranno di ricostruire la dieta e le abitudini alimentari di queste comunità, verranno effettuate in collaborazione con il partner straniero, il prestigioso Max Planck Institute for the Science of Human History di Jena (Germania).
La linea di intervento di OsteoDigiT si traduce dunque come una sfida che possa promuovere la realizzazione di soluzioni pratiche, organizzative e tecnologiche per la gestione, la ricerca e l’innovazione relativa al patrimonio osteoarcheologico umano delle province di Pisa e Livorno, così prezioso per la conoscenza del nostro passato.

PATTERN AND ANOMALY DISCOVERY

Le Utilities, siano esse del settore Gas, acqua o power, hanno una mappa applicativa molto eterogenea costituita dall’ERP per l’automazione dei processi di business, piattaforme per la gestione degli smart meter, portali web per l’interazione con gli utenti finali, applicazioni mobile per l’automazione degli interventi in campo e molte altre ancora.
Una naturale conseguenza è che ogni giorno vengono raccolte grandi quantità di dati, tra i quali quelli relativi alla diagnostica dei contatori, all’operatività degli operatori di campo, ai consumi dei clienti finali.
Molto spesso questi dati vengono raccolti per esigenze normative o di diagnostica, ma quasi mai sono usati con lo scopo di offrire valore alle Utilities stesse o ai loro clienti finali.
L’obiettivo generale del progetto PAD è quindi quello di analizzare questa quantità enorme di dati al fine di trovare correlazioni (più o meno nascoste) e/o anomalie per offrire un servizio migliore ai clienti finali, che quindi avrebbero un’offerta calata sulle loro specifiche necessità, e per efficientare al massimo i processi di business delle società di distribuzione e vendita.
Due tipologie principali di dati verranno prese in considerazione nel progetto: dati provenienti da documenti commerciali relativi a clienti e dati provenienti da sistemi di misura di consumi. Esempi del primo tipo di dato sono le fatture commerciali emesse da aziende fornitrici dei servizi nei confronti degli utenti finali, mentre nel secondo caso si ha a che fare con dati di dettaglio di consumo ottenuti a partire da contatori di ultima generazione.
Le informazioni relative ai documenti commerciali sono di interesse per identificare le caratteristiche dei consumi di un potenziale cliente che potrebbe essere interessato a cambiare gestore dei servizi. Tra le difficoltà relative all’estrazione di informazioni da tali documenti possiamo indicare l’assenza di formati standardizzati e la necessità di elaborare sia documenti digital born (PDF) che digitalizzati (anche per mezzo di cellulari o altri dispositivi mobili).
I dati che è possibile estrarre da contatori di ultima generazione sono tipicamente numerici ed hanno una numerosità molto alta. Ad esempio, i contatori di consumo elettrico possono misurare, memorizzare e poi trasmettere ai server dell’azienda dati a granularità quartoraria con la conseguenza che una media azienda di distribuzione può raccogliere milioni di valori di consumo ogni giorno.

Letture pER TE

Sempre di più la pratica della lettura si accompagna ad una attività di condivisione collettiva delle esperienze di lettura. Emozioni, conoscenze e consigli vengono sempre più spesso condivisi da lettori comuni e professionisti su siti web e social media specializzati, quali ad esempio Goodreads, aNobii, TuttoLibri, La Lettura. Partendo da questi presupposti, il progetto “LettERE – Letture pER TE” si propone di sviluppare un sistema di raccomandazione in grado di fornire consigli di lettura personalizzati sulla base delle competenze linguistiche e degli interessi del lettore definiti a partire dalle recensioni dei libri che il lettore stesso dichiara di aver letto e apprezzato in passato. La finalità del progetto è pertanto quella di costruire un percorso di avvicinamento graduale e personale al libro che permetta di stimolare e promuovere l’abitudine alla lettura. A questo scopo saranno impiegati metodi di estrazione di informazione dal testo basati su tecnologie avanzate di Natural Language Processing, di profiling linguistico e tecniche di Data Analytics. Tali metodi saranno impiegati per analizzare vaste quantità di recensioni di libri selezionati dai lettori e presenti in siti web e social media dedicati. Le recensioni saranno usate come fonte per estrarre informazioni utili alla definizione del modello di profilazione del lettore e includeranno, ad esempio: il contenuto della recensione, il genere del libro recensito, il livello di gradimento espresso, ma anche caratteristiche socio-demografiche dei recensori (quali genere, età, livello di scolarizzazione, possibili difficoltà dovute a disabilità visive, linguistiche ecc.) desunte dalla forma linguistica della recensione scritta.
Il modello di profilazione così concepito sarà integrato in una piattaforma web in grado di proporre all’utente suggerimenti di lettura personalizzati a partire dai parametri estratti dalle recensioni di riferimento. Le letture proposte saranno ordinate per prossimità rispetto agli interessi del singolo lettore, alle sue competenze linguistiche e tenendo in considerazione la presenza di eventuali disordini sensoriali e intellettivi-cognitivi.

LETTURA E INCLUSIONE. IL PLURILINGUISMO NELLA SOCIETÀ

ll progetto prende in esame le pratiche di lettura in un contesto, quale quello della città di Prato, caratterizzato da una forte impronta multietnica. Il Comune di Prato ha costruito negli anni strumenti e servizi in risposta a questo contesto attraverso il Servizio immigrazione, che opera anche nelle scuole con il supporto di mediatori linguistico-culturali e facilitatori linguistici, e la Biblioteca comunale Lazzerini / Polo regionale di documentazione interculturale, tra le prime biblioteche in Italia ad aver arricchito le proprie raccolte con libri] nelle lingue delle principali comunità di migranti presenti sul territorio.
Il progetto, partendo da queste esperienze, intende prendere in esame l’impatto che le raccolte in lingua presenti nella biblioteca e servizi come lo Scaffale circolante – nato nel 2006 e dal 2015 esteso anche alla carceri toscane – hanno prodotto sulle pratiche di lettura e sulla fruizione della biblioteca da parte delle comunità immigrate presenti nel territorio. Obiettivo del progetto è, attraverso l’analisi di dati rilevati, individuare eventuali potenzialità e criticità e proporre nuove politiche, servizi e strumenti per raggiungere quei pubblici che erano già socialmente ed economicamente fragili, ma lo sono ancora di più oggi a causa della pandemia. Un ulteriore obiettivo del progetto è quello di favorire tra i cittadini un’apertura verso lingue e culture diverse rendendoli consapevoli dei vantaggi del bi-plurilinguismo.
Il progetto risponde agli impegni e agli obiettivi del Patto regionale per la Lettura in Toscana, che riconosce la lettura come uno strumento indispensabile per esercitare una cittadinanza responsabile e come fattore di coesione e inclusione sociale, di una nuova idea di cittadinanza, basata su una società democratica, più libera, aperta, creativa e consapevole.
Il progetto potrà interagire con tutto il territorio regionale dove sono attivi servizi dedicati alle comunità immigrate e potrà quindi essere replicato in altri contesti.

Metodi di Allenamento Integrato per Ottimizzare il Rendimento psico-fisico negli Atleti professionisti

Il progetto di ricerca MAIORA mira a sviluppare innovativi metodi per il miglioramento del rendimento psicofisico di atleti professionisti che sfruttano l’impiego di tecniche di monitoraggio e allenamento basate sui i più recenti avanzamenti nell’ambito delle neuroscienze cognitive e dello sport. Il progetto nasce da una stretta collaborazione tra il Molecular Mind Lab (MoMiLab) della Scuola IMT (OR) e Formula Medicine s.r.l., che hanno insieme già dimostrato come la performance degli atleti professionisti dipenda in larga misura dal rendimento mentale, e non solo da quello fisico. Gli atleti di successo possiedono infatti un’estrema efficienza cerebrale, che permette loro di eseguire compiti difficili con il minimo dispendio energetico mentale, anche in situazioni di forte pressione psicologica. L’obiettivo finale del presente progetto è quello di implementare un prodotto per l’allenamento mentale in grado di fornire ad atleti professionisti un prezioso feedback in tempo reale che consenta lo sviluppo di strategie per la gestione dello stress psicofisico e l’ottimizzazione delle prestazioni. Una fase preliminare del progetto sarà dedicata alla progettazione di protocolli sperimentali che consentano di identificare un insieme di misure fisiologiche in grado di offrire un “readout” di livello di attenzione, efficienza cognitiva e capacità di gestire lo stress da parte dell’atleta durante lo svolgimento di difficili compiti psicomotori, ma anche di prevedere alterazioni delle prestazioni, deficit cognitivo-attentivi, o aumenti di affaticamento mentale. Tali protocolli prevederanno la registrazione non invasiva di più segnali fisiologici centrali e periferici, selezionati sulla base della letteratura scientifica, tra cui elettroencefalografia, elettrocardiografia, elettrooculografia, elettromiografia, fotopletismografia e conduttanza cutanea. Mediante tecniche di intelligenza artificiale saranno in seguito identificati i parametri psico-fisiologici maggiormente predittivi del rendimento dell’atleta e saranno sviluppati software automatizzati in grado di analizzare in tempo reale i parametri selezionati. Le metodologie così definite verranno implementate in una “stazione” di mental training in grado di fornire all’atleta un feedback sul suo rendimento. Le prestazioni del sistema verranno infine valutate longitudinalmente in un gruppo di atleti professionisti.

Metodi computAzionali innovativi peR sistEmi Acquatici intelligenti

La continua crescita di tecnologie computazionali d’avanguardia necessita sempre più spesso di tecnologie avanzate in grado di promuovere lo sviluppo di ambienti di calcolo ad alta qualità. Un elevato grado di flessibilità diventa quindi necessario per soddisfare le esigenze dei servizi moderni e le loro applicazioni in tempo reale. In questo contesto di riferimento, la varietà di modelli numerici e computazionali coinvolti nella progettazione di sistemi autonomi dovrebbe essere in grado di fornire una rappresentazione adeguata nelle diverse fasi del processo di elaborazione. Il progetto ha come obiettivo la realizzazione di un ambiente di sviluppo volto ad integrare metodi moderni di calcolo con schemi di modellizzazione e approssimazione flessibili per ottenere simulazioni accurate, efficienti e robuste. Nell’ottica di un obiettivo così ambizioso, il piano di lavoro si focalizza su sistemi autonomi in ambienti acquatici, creando connessioni con opportune applicazioni di apprendimento automatico. In particolare, il progetto fornirà una piattaforma versatile per la pesca innovativa, basata su boe robotiche avanzate supportate da moderni modelli geometrici e metodi computazionali dedicati alla guida di sistemi autonomi. L’idea alla base del progetto è quella di sfruttare boe intelligenti dotate di sistema di posizionamento dinamico per richiamare, durante la notte, attraverso emissioni di luce banchi di pesce azzurro (alici, sardine, sgombri, etc). Questa moderna tecnica “della lampara” sarà resa innovativa attraverso l’analisi di immagini visive e/o acustiche che forniranno una diretta indicazione della quantità di pesce richiamato, favorendo i pescatori nella pianificazione della raccolta. Da un punto di vista tecnologico, il progetto svilupperà sistemi innovativi di guida e posizionamento dinamico basati su curve ad elevata regolarità affrontando tematiche complesse come quella della ripianificazione continua di traiettorie per sistemi autonomi. Le attività di ricerca, su questo fronte, seguiranno un approccio interdisciplinare volto a promuovere l’integrazione di costruzioni spline avanzate con tecniche di apprendimento automatico. Le proprietà geometriche e numeriche degli schemi realizzati saranno sfruttate per adattarsi al flusso di dati in ingresso (ad es., posizioni, orientazioni, vincoli temporali e spaziali) e ottenere moduli di guida autonoma ottimali, anche per applicazioni in tempo reale.

METAsuperfici per appLicazioni ottichE: NanoTecnologie dalla ricerca all Industria

Le metasuperfici sono superfici rivestite con arrays di strutture dielettriche o metalliche di dimensioni sub micrometriche, concepite per dare origine ad effetti di diffusione coerente di un’onda elettromagnetica incidente, impartendo al fronte d’onda riflesso o diffuso dalla metasuperfice la forma desiderata, in dipendenza dalla direzione di incidenza e della lunghezza d’onda.
Questo nuovo approccio permette di realizzare elementi ottici con spessore inferiore alla lunghezza d’onda, le cosiddette metalenti. | risultati della ricerca indicano che queste tecnologie permettono di realizzare componenti ottici con proprietà inusitate (non replicabili con tecnologie ottiche tradizionali), e con spessori e ingombri estremamente ridotti.
Sebbene allo stato attuale il TRL (Technical Readiness Level) di queste tecnologie sia relativamente basso (4-5) si ritiene che nei prossimi anni esse avranno effetti dirompenti nell’ambito delle tecnologie ottiche e delle loro applicazioni, in ambiti quali ad esempio: elettronica di consumo, sensoristica per varie ‘applicazioni (es. monitoraggio ambientale, processi industriali), settore aerospaziale.
Il progetto mette in collaborazione l’Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche, con Leonardo SpA, grande industria del settore aerospaziale e difesa, con due obbiettivi principali:
– individuare effettive possibilità applicative di queste nuove tecnologie in specifici casi di interesse industriale;
– delineare le modalità di implementazione industriale delle tecnologie e dei processi produttivi necessari.
Più in dettaglio, verranno individuate, nell’ambito dei dispositivi ottici prodotti o progettati da Leonardo, i casi applicativi ove si ritiene di ottenere i vantaggi più rilevanti da questa nuova tecnologia (es. significativi miglioramenti delle prestazioni, riduzione di pesi o ingombri, notevole miglioramento delle caratteristiche di resistenza, o la riduzione di dipendenze strategiche nell’approvvigionamento di componenti critici). Inoltre verranno analizzate le varie tecnologie realizzative, con l’obbiettivo di individuare quelle più agevolmente implementabili in ambito industriale per le applicazioni.
Il destinatario dell’Assegno di ricerca avrà l’opportunità di acquisite una professionalità in un ambito ‘assolutamente innovativo, che coniuga lo sviluppo di nanotecnologie allo stato dell’arte con lo specifico orientamento all’applicazione industriale.

Sviluppo di consorzi microbici ad azione biostimolante per l’aumento della resistenza allo stress idrico delle colture agrarie e il miglioramento della qualità delle produzioni

E’ stato recentemente dimostrato che consorzi microbici sintetici possono essere proficuamente utilizzati come biostimolanti in agroecosistemi sottoposti a pratiche agronomiche intensive che hanno ridotto l’abbondanza e la diversità del macrobiota del suolo.
Tuttavia, la complessità del sistema pianta-suolo-inoculante aumenta in modo esponenziale con l’incremento della diversità degli organismi del consorzio microbico. Pertanto l’implementazione di successo dei consorzi microbici dipende dalla nostra comprensione delle interazioni dei microrganismi tra loro e con le piante ospiti.
Il progetto MICROBIOS ha come obiettivi generali lo sviluppo di biostimolanti a base di consorzi polimicrobici e la valutazione della loro efficacia nell’aumentare la resistenza delle colture allo stress idrico e nel migliorare la qualità delle produzioni. Le colture modello saranno mais e pomodoro. Saranno isolati nuovi ceppi batterici e fungini, ed utilizzati, dopo attenta valutazione delle principali proprietà biostimolanti, per la costruzione di biostimolanti efficaci. In questo modo, saranno disegnati consorzi per la concia del seme e per la concia di carrier, come biochar, digestato, chitosano e zeolite. Uno studio approfondito sui materiali adesivanti di origine naturale sarà eseguito. I nuovi formulati, semi e carrier conciati con consorzi polimicrobici, saranno testati in primis in cella climatica nelle prime fasi di sviluppo vegetativo di mais e pomodoro, rispettivamente, e saranno valutati i principali parametri fisiologici, biochimici e molecolari di risposta allo stress idrico, come pure la colonizzazione dei microorganismi nella rizosfera ed endosfera. Infine, i semi di mais conciati, almeno cinque prodotti, saranno valutati in pieno campo attraverso le determinazioni precedentemente descritte nello stadio vegetativo, in fioritura e maturazione. Infine, pomodoro e lattuga saranno inoculati con cinque dei migliori carrier conciati e poi le plantule saranno trapiantate in pieno campo a confronto con controlli non inoculati. Anche su tali colture saranno determinati i principali caratteri fisiologici, biochimici e molecolari di risposta allo stress idrico e la colonizzazione radicale. Pertanto il progetto MICROBIOS sarà in grado di rispondere alla domanda tecnologica e al fabbisogno innovativo delle aziende agricole toscane e delle imprese produttrici di biostimolanti per l’incremento della loro competitività sui mercati nazionali e internazionali.

TECNICHE DI MACHINE LEARNING PER IL RICONOSCIMENTO DELLE CORRELAZIONI TRA VARIAZIONE PUPILLARE E SEGNALE EEG

Le alterazioni dello stato di coscienza sono condizioni legate alla perdita più o meno transitoria della consapevolezza di sé stessi e dell’ambiente circostante, che vanno dalla confusione fino a stati più gravi di coma. Il coma è una condizione di alterazione dello stato di coscienza che può essere o meno reversibile. Alcuni parametri fisiologici vengono usati nella clinica per valutare la profondità del coma o la sua reversibilità. Tra questi i principali sono l’EEG e la valutazione dei riflessi pupillari (pupillometria), entrambi si basano sull’esperienza clinica dell’operatore, sulla formazione specialistica e richiedono strumenti non accessibili in tutte le strutture ospedaliere. Spesso le indicazioni sullo stato di coscienza richiedono numerose consulenze neurologiche con prolungamento delle degenze nelle terapie intensive. Da feedback clinici è emersa la mancanza di uno strumento per la valutazione dei livelli di coscienza di pazienti in rianimazione e il loro monitoraggio durante lo stato di coma. Ad oggi non esistono strumenti con caratteristiche di affidabilità e riproducibilità, in grado di suggerire al clinico il livello del coma o di minima coscienza del paziente infatti tale operazione è delegata a manovre semeiologiche cliniche che sono di per sé soggette a variabilità individuale ed esperienza diretta del medico. L’idea del progetto nasce dal bisogno di valutare il livello di coscienza di un soggetto, con l’obiettivo di automatizzare il monitoraggio soprattutto per le persone in stato di coma. La ricerca di indicatori riproducibili ed affidabili è indispensabile per questo tipo di pazienti. La mancanza di un indicatore temporale in grado di fornire la fluttuazione dello stato di coscienza del paziente, non permette al clinico di avere un ampio quadro clinico ma di fare solo una valutazione istantanea di massima. L’obiettivo finale della ricerca è quello di realizzare una soluzione che permetta una tracciatura temporale e continua dei dati per permettere ai clinici di monitorare in tempo reale, e non necessariamente in presenza ma anche da postazioni remote, lo stato di coscienza di pazienti e fare diagnosi con il supporto di informazioni oggettive ottenute grazie all’impiego di tecniche di intelligenza artificiale ed avere un piano clinico ampio per tutte quelle persone che sono affette da disturbi di coscienza.

MOdelli di Business e supplY chain circolari per il Design rIgenerativo di cicli Chiusi del pacK

Il presente progetto si pone come macro-obiettivo quello di supportare la creazione di un sistema socio-economico regionale e nazionale più resiliente rispetto al ciclo dei cartoni per bevande, andandone a supportare una idonea chiusura coerente con i principi di circolarità rigenerativa e di neutralità climatica, come richiesto dalle più recenti linee di indirizzo a livello europeo. Il cartone per bevande è solitamente un sistema di imballaggio costituito da più strati per alimenti, difficilmente sostituibile per le sue proprietà di conservare gli alimenti per lunghi periodi preservandone le proprietà nutrizionali ed il sapore, ed ampiamente utilizzato in tutto il mondo (gli esempi più comuni di poliaccoppiati sono quelli comunemente definiti Tetra Pak). La natura complessa dello stesso però fa sì che ogni anno, quasi 1,5 miliardi di contenitori vengano ancora inviati ad incenerimento o in discarica. Gli sviluppi tecnologici degli ultimi anni hanno permesso di evidenziare come il riciclo del cartone per bevande nelle sue diverse frazioni risulti oggi possibile (recupero della parte cellulosica, ma anche delle frazioni in plastica/alluminio), ma sono diversi i leakeges ancora presenti che ne ostacolano una “virtuosa ed efficace” chiusura: in particolare, a livello (1) delle singole imprese (sia produttrici che riciclatrici, sia distributrici che utilizzatrici); (2) dei soggetti coinvolti nella fase di raccolta ed avvio a recupero/riciclo; (3) degli attori pubblici (es. public decision makers, altro) e (4) delle altre categorie di stakeholder interessate/coinvolte (es. consumatori, cittadini, utenti finali, altro). Il presente progetto, partendo dallo sviluppo di un “case-study multiplo” attraverso cui comparare gli approcci di circolarità oggi in essere per la chiusura della presente filiera, vuole sviluppare idonei strumenti in grado di supportare il “superamento” delle criticità sopra-indicate: in particolare, strumenti in grado di favorire l’adozione di “Circular Business Models” (CBMs) da parte delle singole imprese, di modelli di “Circular Supply Chain Management” (CSCM) a livello di filiera e di sistemi di raccolta funzionali all’avvio del recupero/riciclo di questa tipologia di imballaggio, oltre che di idonei strumenti che supportino attori pubblici e privati a “utilizzare” gli output derivanti da una chiusura del ciclo di questi imballaggi veramente “virtuosa ed efficiente”.

MUseum Digital Assistance

La pandemia ha prodotto profondi mutamenti nel settore culturale, spingendo verso la creazione di nuovi contenuti, la fruizione immateriale, la moltiplicazione delle piattaforme, la globalizzazione della platea, la ricerca di nuovi linguaggi, accelerando vertiginosamente percorsi iniziati prima.
Una piccola rivoluzione, che rimarrà anche dopo il COVID-19, per tutto ciò che attiene alla dimensione digitale. L’esperienza museale fisica e quella virtuale continueranno a essere intrecciate, stimolando i musei a immaginare e offrire narrazioni complesse, fatte di richiami che arricchiscano di senso gli oggetti esposti. Per dare stabilità alla dimensione digitale sin qui raggiunta e per spingersi oltre è necessario organizzare in modo organico i contenuti digitali multimediali esistenti, raccoglierne di nuovi e renderli fruibili al pubblico per arricchire le visite ai musei e più in generale ai luoghi di interesse storico e turistico delle città. Il progetto di ricerca si prefigge di sfruttare e mettere a sistema le tecnologie emergenti nell’ambito dell’Intelligenza Artificiale e dei Big data per supportare la creazione di contenuti digitali e la loro associazione localizzata tramite QR code ai vari luoghi di interesse cittadino, ai musei in particolare e, all’interno dei musei, ai vari oggetti esposti.
A questo scopo si intende realizzare un’infrastruttura capace di definire una piattaforma in grado di gestire contenuti multimediali (ad es. modelli 3D per realtà aumentata, video, immagini e video 360, testo e immagini, immagini gigapixel, tracce audio) e consentire una digitalizzazione massiva di oggetti e luoghi il più possibile automatica. Impiegando tecniche di deep learning, la piattaforma dovrà costruire correlazioni tra i contenuti che consentano un’esplorazione per “affinità di contenuto”. La piattaforma inoltre potrà fornire i dati necessari allo sviluppo di una sorta di “DJ artificiale di contenuti” capace di selezionare dinamicamente i contenuti da associare a ciascun punto segnato sul territorio, in base al contesto (ad es. periodo dell’anno o del giorno, eventi, eventuali informazioni sul visitatore). Saranno infine sviluppate tecniche di social mining, capaci di offrire l’opportuno feedback da parte degli utenti del servizio.

In-flight laboratory and emerging sensors for GHG detection in livestock farming

Il settore dell’allevamento di bovini è una delle principali fonti di emissioni di gas a effetto serra (GHGs) come derivanti da metano (CH4), protossido di azoto (N2O) e anidride carbonica (CO2) con un’emissione totale stimata di 4,6 Gt CO2e all’anno (Ripple et al., 2014). Quasi i due terzi delle emissioni GHG prodotte dal settore zootecnico avvengono all’interno dell’azienda agricola e si verificano in tutte le fasi della produzione, in particolare dalle fermentazioni ruminali, gestione degli effluenti e dalla coltivazione dei campi. Circa un terzo deriva dalla produzione di altri fattori produttivi. Il monitoraggio delle emissioni a livello di azienda agricola è limitato da diversi fattori, primo fra tutti la disponibilità di tecnologie low cost in grado di rilevare le emissioni. Le attività saranno volte a progettare e realizzare centraline smart (FlyLab) dotate di sensori di nuova concezione per identificare e monitorare i punti di emissione di NH3,CH4, CO2, PM2.5 e PM10 negli allevamenti. Per lo svolgimento della ricerca saranno allestite centraline (FlyLab) che verranno installate a terra e a bordo di un drone specificamente customizzato (SAPR) con caratteristiche idonee ad ospitare il sistema di sensoristica ottica ed elettrochimica. Il sistema sarà in grado di misurare le concentrazioni dei gas target in tempo reale e trasferire i dati su web-cloud. Le centraline a terra saranno geolocalizzate, mentre il velivolo sarà dotato di un sistema di posizionamento GPS GNSS RTK con precisione centimetrica che consentirà la geolocalizzazione dei dati raccolti e la mappatura delle fonti di emissione su scala aziendale. Il potenziale di questa tecnologia emergente, sarà impiegata per effettuare valutazioni rapide e su larga scala dell’entità delle emissioni intorno agli edifici aziendali, in particolare ai locali di stabulazione, stoccaggio degli effluenti, terreni agricoli e sul pascolo. Le misure saranno valutate incrociando i dati raccolti dal “sistema drone” con misurazioni di riferimento ottenute con centraline installate a terra. L’elaborazione delle misure fornirà in tempo reale le emissioni dell’azienda agricola fornendo all’allevatore uno strumento di valutazione per intervenire tempestivamente e in modo localizzato con opportune misure di mitigazione. Alle attività̀ di progetto sarà dato risalto grazie a un piano di comunicazione e di disseminazione dei risultati, che prevede la preparazione di materiale informativo sia in forma di pubblicazioni divulgative e di articoli tecnici sia in forma di video.

Genius loci, memoria, identità: realizzare un Presidio culturale nel Parco del Pionta

Il Parco del Pionta rappresenta un luogo denso di memorie storiche, culturali e sociali rimasto finora sottoutilizzato dalla collettività cittadina di Arezzo. Nel contesto delle pratiche di rigenerazione urbana finalizzate a reintegrare funzionalmente e socialmente aree urbane marginali e a intensificare la partecipazione e l’accessibilità etero-culturale e democratica, progetti che abbiano come obiettivo la riqualificazione sostenibile e la disponibilità di spazi e strutture del Parco del Pionta per la comunità cittadina appaiono urgenti e decisivi. L’area si presenta come risorsa strategica, dalle enormi potenzialità rigenerative per la città di Arezzo. In essa, infatti, sono presenti attività del comparto sanitario e ospedaliero, le strutture del Campus del Dipartimento di Scienze della formazione, umane e della comunicazione interculturale (DSFUCI) dell’Ateneo di Siena e un consistente patrimonio culturale, storico-architettonico e ambientale. L’Università di Siena, con le attività del DSFUCI, rappresenta il soggetto che più vitalizza il Pionta con attività didattiche e di ricerca, di promozione culturale e socializzazione studentesca svolte negli edifici dell’antico complesso manicomiale. Nel Pionta è presente un patrimonio archivistico e documentario tra i più ricchi e completi degli ex Ospedali neuropsichiatrici italiani – al cui ultimo direttore, Agostino Pirella già collaboratore di Franco Basaglia, si deve il superamento dell’esperienza manicomiale aretina. Tale patrimonio costituisce una risorsa indispensabile per costruzioni inedite di narrazioni, storytelling, prodotti audio/visivi finalizzati alla valorizzazione della memoria identitaria dell’esperienza manicomiale in chiave multidisciplinare e in un’ottica di fruizione partecipativa. Il lavoro di ricerca ha come finalità la realizzazione di un Presidio culturale nell’area, attraverso il quale pianificare e attivare progetti mirati di valorizzazione e divulgazione del ricco patrimonio storico-archivistico, culturale e ambientale. Tale Presidio agirà da “laboratorio permanente” in grado di coinvolgere e sensibilizzare, mediante workshop, performance narrative-teatrali, prodotti divulgativi, non solo docenti e studenti universitari ma anche le realtà associazionistiche, l’intera cittadinanza e le comunità del territorio di riferimento.

Sulle tracce di Galileo Galilei: sentieri di scienza ad Arcetri

Il colle di Arcetri è stato dichiarato sito storico dell’European Physical Society per la presenza di edifici di valore storico e scientifico: l’ex-Istituto di Fisica (1921) dove ha operato un gruppo di brillanti fisici tra cui Enrico Fermi, Giuseppe Occhialini e Giulio Racah; l’Istituto Nazionale di Ottica (1927) fondato da Vasco Ronchi protagonista della rinascita dell’ottica in Italia; l’Osservatorio Astrofisico di Arcetri (1872) fondato su iniziativa di Giovan Battista Amici e Giovan Battista Donati; e Villa Galileo (Monumento Nazionale dal 1920), dove Galileo Galilei trascorse gli ultimi anni della sua vita e completò la scrittura di “Dialoghi delle Nuove Scienze”. È attualmente in corso di realizzazione un progetto finanziato dalla Fondazione CR Firenze per la valorizzazione culturale del colle quale sito privilegiato per la creazione di percorsi museali e didattico scientifici da offrire alle scuole, alla cittadinanza e alle comunità scientifiche. Il progetto si propone di sviluppare un lavoro di ricerca associato a un percorso di formazione per due giovani assegnisti (uno con background nel campo della fisica e un altro con competenze nel campo della museologia scientifica) che risponda all’esigenza di immaginare una rinnovata concezione di museo diffuso, inteso come luogo di interpretazione del territorio e delle sue comunità di riferimento. Un centro di produzione culturale e di partecipazione che non sia soltanto custode di memorie ma principio attivo per un miglioramento del benessere dei suoi fruitori. Attraverso l’uso delle tecnologie digitali, intendiamo progettare una piattaforma che operi sia come archivio sia come luogo di discussione, produzione e promozione dei contenuti. Verranno analizzate e concepite modalità di audience development e audience engagement per sviluppare narrazioni targettizzate su pubblici diversi, si creerà un dialogo con la ricerca artistica contemporanea per spostare il punto di vista stimolando nuovi modi di pensare e di raccontare, si progetteranno eventi collettivi e cocreativi, attività didattiche e incontri divulgativi e si pianificheranno percorsi tematici condivisi corredati da attività in presenza e in remoto. La piattaforma ospiterà la versione virtuale di tutti le operazioni che verranno sviluppate dal dialogo tra il GGI e Villa Galileo/SMA con contenuti multimediali (testi, video, foto, tour virtuali a 360°, mappe interattive, progetti di AR e VR) e lo sviluppo di strategie di story-telling digitale che rinnovino l’esperienza, i metodi di fruizione più tradizionali e le percezioni del pubblico. La piattaforma aspira a rendere accessibile il sapere materiale e immateriale diffuso sul colle di Arcetri, garantendo una diffusione potenziale a livello globale.

Grammo-foni reloaded

GRA.FO RELOADED procede alla vivificazione di precedenti progetti di ricerca, inserendo gli archivi orali toscani all’interno di una federazione di attori differenti che a titolo diverso sono coinvolti nella filiera del patrimonio culturale veicolato dalla voce: l’università (che recupera, indaga, ispeziona gli archivi orali), la Soprintendenza (che sugli archivi vigila e li censisce), la Fondazione Sistema Toscana (che funziona da moltiplicatore per quanto concerne la visibilità e l’accessibilità degli archivi), l’Ecomuseo della Montagna pistoiese (che rappresenta nuove frontiere nel riutilizzo creativo degli archivi, con positive ricadute sociali ed economiche) e il nodo italiano dell’infrastruttura europea di CLARIN (CLARIN-IT) (che garantisce conservazione a lungo termine e un collegamento con altri centri europei e con comunità di ricerca internazionali). Archivi recuperati da un precedente progetto PAR-FAS saranno resi di nuovo accessibili, grazie alla loro integrazione in un ecosistema di archivi orali toscani di recente sviluppo. GRA.FO RELOADED mira a collegare gli sforzi istituzionali di tutela e diffusione alla comunità dei ricercatori: archivi di studiosi e di appassionati saranno censiti e quantificati, con la finalità di misurare l’entità del sommerso che necessita azioni di salvataggio e di tutela; al tempo stesso, si promuoveranno le nuove risorse archivistiche e l’infrastruttura di Archivio Vi.Vo. Infine, GRA.FO RELOADED avrà un impatto diretto sulla promozione del territorio e lo sviluppo turistico di piccole località: archivi orali saranno (ri)utilizzati per coinvolgere le comunità locali nella creazione di percorsi di turismo partecipato e inusuale. Grazie all’utilizzo di piattaforme open-access basate su principi di realtà aumentata, le voci del passato rivivranno nelle esperienze dei visitatori, che potranno osservare i punti d’interesse tramite gli occhi delle comunità che ne conservano memorie storiche e “umane”.

High PERformance and efficient Artificial Intelligence Hardware Library

Dato il notevole successo delle tecniche di intelligenza artificiale in un’ampia gamma di applicazioni, quali riconoscimento di immagini e elaborazione del linguaggio naturale, e la necessità di elaborare sempre maggiori quantità di dati mantenendo contenuti i consumi energetici, si è intensificata la ricerca di acceleratori hardware in grado di migliorare le prestazioni anche due ordini di grandezza. Il ricorso ad architetture classiche basate su CPU/GPU comporta però dei “colli di bottiglia”. Hardware dedicato (ASIC) comporta notevoli benefici, ma soluzioni così specifiche rischiano di diventare rapidamente obsolete se si usano nuovi algoritmi. In questo contesto, l’hardware riconfigurabile (FPGA) permette di ottenere sia prestazioni che efficienza energetica superiori rispetto a CPU/GPU. Obiettivo di questo progetto è di sviluppare componenti hardware per l’accelerazione di applicazioni per intelligenza artificiale su FPGA. Inoltre, l’analisi di scenari applicativi cercherà di identificare gli aspetti cognitivi maggiormente rilevanti. L’idea fondante è di utilizzare il principio di computazione dataflow per cui un componente, hardware o software, può ottenere sufficiente isolamento e rendere possibile l’elaborazione interoperabile fra vari moduli di questo tipo. Il concetto estende l’idea di computazione basata su dataflow-threads inizialmente sperimentata con successo su piattaforme hardware e software in precedenti progetti (TERAFLUX e AXIOM).

Archivi in Comune

Il presente progetto ha come obiettivo la valorizzazione del patrimonio fotografico conservato nella città di Lucca. In particolare, si rivolge agli archivi degli enti istituzionali cittadini con l’intento di organizzare i fondi e il posseduto fotografico in un unico database, al fine di standardizzare i dati catalografici e descrittivi. La proposta si rivolge agli operatori del settore archivistico, fornendo soluzioni innovative di raccomandazione, integrazione e messa in rete del posseduto degli enti. Inoltre, si rivolge agli utenti sia fisici sia virtuali mettendo a punto un portale digitale di facile consultazione, in cui le informazioni sono ricercabili indipendentemente dall’istituto di conservazione. In aggiunta, il progetto intende intercettare e ampliare il pubblico degli archivi, anche attraverso l’applicazione sperimentale di Machine Learning e Deep Learning, e sviluppare percorsi didattici e di public engagement volti alla riscoperta del patrimonio e della memoria sociale del territorio attraverso le fotografie. Questi obiettivi sono organizzati attraverso tre distinte fasi operative, che scandiscono la fattibilità e la verificabilità del progetto: il censimento, la creazione del portale di interoperabilità, lo sviluppo di proposte educative e di coinvolgimento di nuovi pubblici attorno alle fonti fotografiche d’archivio. Il progetto risponde a esigenze specifiche, ma la sua metodologia innovativa e interdisciplinare e gli strumenti che saranno messi a punto costituiscono degli esempi replicabili e scalabili sia in termini quantitativi (su territori più estesi) che qualitativi (su patrimoni diversi da quello fotografico).
Il progetto ha come partner principale l’Archivio Fotografico Lucchese (AFL), di proprietà del Comune di Lucca e facente parte della Rete Documentaria della Provincia di Lucca. Inoltre, coinvolge ulteriori partner, sia operatori della filiera culturale e creativa regionale (Photolux) e attori delle politiche culturali sul territorio (Fondazione Cassa di Risparmio di Lucca) sia piccole e medie imprese (società Hyperborea, specializzata in soluzioni tecnologiche per l’archivistica dei beni culturali). Oltre ai partner progettuali, il progetto prevede di intercettare gli archivi di altre istituzioni presenti sul territorio (ad es. Fondazione Ragghianti, Provincia di Lucca, Fondazione Paolo Cresci). Infine, le operazioni di educazione e disseminazione saranno condotte in intesa con l’Ufficio Scolastico Territoriale e con altri istituti culturali della città, come la rete delle biblioteche cittadine.

INtelligenza ARtificiale per il mOnitoraggio e Supporto agli anziani

Lo scopo del progetto INAROS è di sviluppare un sistema Smart Home basato su una rete di telecamere intelligenti in grado di monitorare la qualità della vita degli anziani e aiutarli a mantenere il benessere, la sicurezza e l’indipendenza nel proprio ambiente domestico. In particolare, in INAROS proponiamo di sviluppare un sistema di Smart Home in grado di riconoscere le attività svolte da una persona in ambiente domestico separando le attività normali da quelle anomale e di identificare eventuali situazioni di pericolo.
Le attuali soluzioni commerciali di Smart Homes utilizzano prevalentemente sensori IoT wireless o cablati per diversi tipi di informazione da monitorare, ad esempio sensori magnetici in grado di rilevare lo stato di apertura di porte e finestre, sensori indossabile per rilevare la posa e le attività delle persone (in piedi, sedute, distese, in marcia), etc. La maggior parte di questi sensori può però essere facilmente rimpiazzata da telecamere intelligenti, posizionate in modo opportuno nell’ambiente, in grado di rilevare le stesse informazioni in modo meno invasivo. I vantaggi di questa soluzione sono la praticità di impiego, la flessibilità e l’estendibilità. Investigheremo e svilupperemo soluzioni avanzate per il riconoscimento delle attività di routine delle persone, come ad esempio mangiare o dormire, ma anche situazione pericolose come ad esempio le cadute). Ci concentreremo in particolare su tecniche scalabili per l’esecuzione di analisi dei dati direttamente a bordo delle telecamere intelligenti.

INDagini ambientali e modellazione numerica di flusso e trasporto per l’analisi di sostenibilità di Impianti Geotermici Open loop

L’uso di sistemi geotermici a bassa e bassissima entalpia tipo open-loop è diffuso in molti contesti, soprattutto urbani, principalmente a servizio di insediamenti residenziali e produttivi di medie-grandi dimensioni (strutture ricettive, centri commerciali, edifici direzionali, ecc.). Questi impianti possono infatti impiegare sistemi di geoscambio in grado di trasferire e immagazzinare calorie e frigorie e realizzare strutture termiche attraverso l’uso di scambiatori e pompe di calore. Generalmente, si tratta di impianti che prelevano e reimmettono acqua da sistemi idrici sotterranei, anche se l’impatto sugli acquiferi superficiali è da valutare con attenzione, sia da un punto di vista quantitativo che qualitativo. La verifica di sostenibilità di questi impianti, economicamente vantaggiosi rispetto a quelli a circuito chiuso, richiede infatti lo studio degli effetti a medio/lungo termine che lo sfruttamento della risorsa può causare sulle caratteristiche chimico-fisiche delle acque da cui si estrae calore, nonché un’accurata valutazione delle possibili interferenze tra corpi idrici utilizzati e utilizzabili situati a diversa profondità.
La ricerca proposta intende approfondire tale problematica nel contesto urbano della città di Firenze, dove i primi impianti di questo tipo sono in fase di realizzazione, mediante lo studio e l’analisi: a) delle caratteristiche idrogeologiche degli acquiferi presenti; b) degli aspetti tecnico-normativi, con particolare riferimento alla legislazione e regolamentazione regionale e alla sua armonizzazione con le norme sovraordinate e quelle di altre regioni italiane; c) di modelli numerici adottabili, confrontando le soluzioni e i software esistenti ed evidenziando potenzialità e limiti dei più diffusi tra di essi; d) della definizione ed attuazione di sistemi di monitoraggio da impiegare ex-ante ed ex-post nella progettazione e realizzazione di siffatti impianti, con riferimento ai vincoli progettuali, alle esigenze di salvaguardia e alla tutela della risorsa pubblica; e) di alcuni casi di studio puntuali, in corso di realizzazione o progettazione, evidenziandone caratteristiche e difficoltà applicative.
Il progetto, realizzato in collaborazione con partner industriali (micro-impresa) e istituzionali (amministrazione comunale), ha ragguardevoli ricadute di tipo occupazionale, oltre a formare un profilo professionale ad alta specializzazione in un settore in prevedibile espansione.

Identificazione di antivirali innovativi basati sulla tecnologia PROTAC contro l’infezione da SARS-CoV-2

La diffusione globale del virus SARS-CoV-2, agente eziologico della malattia COVID-19, ha causato in un anno circa 132 milioni di infezioni e 3 milioni di morti nel mondo1 (Aprile 2021). Nonostante l’avvio della vaccinazione di massa, una quota molto rilevante di popolazione è ancora suscettibile all’infezione e al rischio conseguente di sviluppare forme gravi di malattia. Nuovi approcci terapeutici sono pertanto di fondamentale importanza per complementare la vaccinazione nel contenimento della pandemia.
Di recente sviluppo, la tecnologia denominata PROteolysis TArgeting Chimeras (PROTACs) sta trovando applicazione nel campo degli agenti antitumorali, emergendo come alternativa promettente, con diversi vantaggi rispetto alla strategia farmacologica tradizionale. La tecnologia PROTAC si basa sull’utilizzo di molecole bifunzionali che riconoscono una specifica proteina bersaglio e ne mediano il legame alla ligasi E3, causandone l’ubiquitinazione e la successiva degradazione da parte del proteasoma. In tal modo, specifiche proteine con un ruolo patogenetico chiave possono essere selettivamente inattivate all’interno della cellula. Questo meccanismo, ancorché finora esplorato quasi esclusivamente in campo oncologico, si presta allo sviluppo di antivirali innovativi alla luce della possibilità di individuare bersagli selettivi critici per la replicazione virale, processo necessariamente intracellulare4. Inoltre, un antivirale costruito come PROTAC presenta molteplici vantaggi rispetto agli antivirali “classici”, infatti: i) la tecnologia PROTAC è efficace anche con una ridotta affinità per il bersaglio, pertanto la barriera contro la resistenza è elevata, ii) la degradazione della proteina bersaglio inibisce tutte le sue funzioni (enzimatica, strutturale, di scaffold) , iii) possono essere inviate alla degradazione anche proteine per le quali è difficile identificare piccole molecole con potenza adeguata.
Su queste basi, Il progetto si propone di identificare nuovi agenti anti-SARS-CoV-2 dotati di un meccanismo di azione innovativo basato sulla tecnologia PROTAC, coinvolgendo il Dipartimento di Biotecnologie Mediche (DBM) e il Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia (DBCF) dell’Università di Siena e Vismederi srl, azienda leader toscana nell’area dei servizi bioanalitici applicati alla prevenzione e cura delle malattie infettive.

Sviluppo di un approccio combinato di simulazioni in-silico e in-vitro per la valutazione pre-clinica dell’uso della colla chirurgica in interventi di chirurgia addominale mini-invasiva

Il progetto ISIGLUE combina in sinergia le competenze del Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale (DICI), della ditta GEM srl produttrice della colla chirurgica Glubran 2, e della Dott.ssa.Berta medico chirurgo esperta in chirurgia addominale. Lo scopo del progetto è valutare l’uso del Glubran 2 come strumento di fissaggio atraumatico delle protesi erniarie e in interventi di laparocele. Ad oggi l’uso della colla è permesso solo insieme ad altri mezzi di fissaggio, come le tack metalliche che tuttavia causano spesso dolore nel paziente. Per tutti i mezzi le indicazioni d’uso sono empiriche e generali, non tengono conto cioè di dimensioni e posizione del difetto, caratteristiche del paziente, tipologia di protesi etc.
Il progetto ISIGLUE si propone di valutare l’uso della colla, in modo esclusivo o in combinazione con le tack, attraverso procedure numeriche e sperimentali in cui vengono riprodotti alcuni casi ritenuti significativi in base all’esperienza clinica. La simulazione numerica, condotta con il software Ansys®, consente di valutare la sollecitazione sui vari punti di fissaggio sia in diverse condizioni di intervento (dimensioni/posizione difetto/caratteristiche paziente) sia in condizioni di carico considerate critiche, come il colpo di tosse o le variazioni di peso del paziente. Le simulazioni consentono di ottimizzare la disposizione dei punti di fissaggio e la quantità di colla (numero di gocce applicate attraverso l’apposito strumento Glutack) per i casi in esame. In parallelo alla simulazione numerica sarà condotta un’attività di tipo sperimentale sia per la validazione dei modelli numerici, che per approfondire aspetti chimico-fisici dell’interazione tra colla, mesh e tessuto biologico. I test sono fondamentali anche per valutare la resistenza dei punti di colla in varie condizioni. I risultati attesi sono di grande importanza in campo clinico, potendo portare alla riduzione se non all’eliminazione dell’uso dei mezzi meccanici e semplificando l’intervento. Il progetto permette inoltre di definire una procedura di valutazione dell’efficacia dell’uso della colla che potrebbe essere estesa facilmente ad altre applicazioni. Tale approccio combinato in-silico e in-vitro rappresenta un primo passo verso lo screening pre-clinico (indicato come ISCT, In-Silico Clinico Trials) di nuovi dispositivi/procedure chirurgiche stimolato anche da recenti disposizioni della Comunità Europea sui dispositivi medici di classe III.

IndaginiperimmaginI

Lo scopo del progetto IXI è di accrescere le conoscenze utili per l’identificazione delle fotografie storiche e dei processi fotografici al di là della microscopia ottica, l’attuale metodologia standard per lo studio delle fotografie. Attraverso l’uso sistematico di metodi strumentali e analitici utilizzati normalmente nella conservazione dell’arte, e con tecniche avanzate di nuova concezione, IXI mira a identificare e comprendere i processi chimico-fisici coinvolti nell’elaborazione e nel trattamento post-elaborazione delle fotografie. L’interesse verso l’analisi del materiale fotografico si è sviluppato solo recentemente e rimane comunque un campo relativamente poco studiato. Una conoscenza approfondita delle loro caratteristiche chimico-fisiche è fondamentale per la loro catalogazione, conservazione, restauro ed eventuale esposizione. A questo scopo sarà utilizzato l’insieme di tecniche analitiche non invasive e non distruttive a disposizione del Laboratorio di Spettroscopia Laser Applicata (ALS-LAB) del CNR di Pisa. Sarà impiegato un approccio multi-analitico che combina tecniche di Imaging multispettrale, microscopia, tecniche di spettroscopia elementare (XRF, LIBS) e molecolare (Raman) sia a livello puntuale che in modalità 2D. Grazie alla collaborazione di realtà locali (SABAP-PI e Archivio di Stato di Siena) saranno sviluppati protocolli operativi per il monitoraggio e la classificazione di materiale fotografico, focalizzandosi su tre tipologie diverse di materiali che racchiudono gran parte della storia della fotografia come oggetto fisico oltre che narrativo e della sua evoluzione storica (dal collodio su vetro alle stampe all’albumina, sali d’argento e gelatina al bromuro del XIX sec. alle diapositive in PVC e stampe su carta baritata del XX sec.). Parallelamente alla stesura e applicazione delle metodiche operative, sarà creato un database contenente informazioni riguardanti la composizione elementare e stratigrafica degli oggetti studiati, la loro condizione attuale, livello di degrado. In aggiunta, saranno raccolte informazioni sulle tecniche che sono state applicate nei vari passaggi della realizzazione del materiale fotografico in esame. Sarà inoltre possibile programmare ed effettuare un monitoraggio del materiale fotografico di interesse, privilegiando l’utilizzo di strumentazione portatile.

LEGGI di SCIENZA – Contenuti scientifici e nuove tecnologie per la promozione della lettura

La diffusa mancanza di una cultura scientifica di base non consente a grande parte della popolazione di comprendere adeguatamente il contesto attuale, alimenta il proliferare della disinformazione e impedisce ai cittadini pratiche di partecipazione democratica e una governance basata sulla conoscenza. Leggi di Scienza (LeDiS) è un progetto che mira ad accrescere l’interesse per la cultura scientifica promuovendo la lettura sia attraverso l’applicazione delle nuove tecnologie che favorendo la sinergia degli attori chiave. LeDiS intende formare una figura professionale specializzata capace di favorire la diffusione del sapere scientifico attraverso l’utilizzo delle nuove tecnologie applicata alla lettura, sperimentando modalità di lettura aumentata o biblioteca aumentata; un mediatore culturale tra il mondo della ricerca, le aziende specializzate nella comunicazione digitale e le biblioteche, spazio elettivo di fruizione e incontro con il pubblico. All’interno dell’Area del CNR di Firenze, il gruppo Divulgazione della Scienza organizza da anni iniziative per la cittadinanza e le scuole. L’assegnista, avvalendosi del contributo di un team multidisciplinare di ricercatori, collaborerà ai vari aspetti delle attività in essere e ne realizzerà di nuove. Il progetto formativo si articolerà attorno ai seguenti nuclei di attività: acquisizione di competenze inerenti il contesto degli studi di Scienza e Società, Public Engagement, analisi di tecniche di narrazione per tecnologie immersive; realizzazione di iniziative per le scuole volte alla promozione della lettura; studio e coprogettazione di prodotti di lettura aumentata tramite podcast, contenuti multimediali, realtà aumentata, diretti ad ampliare il pubblico dei lettori; arricchimento dello spazio sociale della biblioteca, sia con una risistemazione del catalogo e possibile inserimento di titoli a fruizione innovativa, sia con l’organizzazione di eventi insieme ai partner CNR. La permanenza dell’assegnista presso le tre strutture partner servirà a conoscere ambienti e modalità lavorative specifiche, per meglio comprendere esigenze, criticità e opportunità di realtà che oggi svolgono un ruolo chiave nella promozione della cultura scientifica della nostra società, in cui la lettura, quale fruizione culturale, si innesta. LeDiS permetterà inoltre alla biblioteca di fungere da laboratorio per nuove pratiche da esportare e condividere con la rete delle biblioteche regionali.

4D Digital Heritage Management System

La proposta intende consolidare con attività di ricerca applicata la collaborazione in atto tra Unifi-DICEA e Gallerie degli Uffizi, attualmente rivolta alla digitalizzazione di Palazzo Pitti con strumenti e metodi geomatici. Il Palazzo ospita anche uffici e archivi della Soprintendenza, che è coinvolta nella presente proposta (e assieme alle Gallerie interessata a individuare nuove soluzioni organizzative e gestionali del Palazzo), assieme a una società di sviluppo software nel campo della geomatica (Geoln srl, interessata allo sviluppo di prototipi operativi applicabili in contesti analoghi) e la divisione Geomatica del LaMMa.
Il progetto focalizza l’attenzione sull’innovativa necessità di manutenere, conservare, valorizzare parallelamente al Palazzo, anche il suo gemello digitale, per far sì che diventi un potente strumento di analisi e gestione dell’originale, consistendo in un modello affidabile sia dal punto di vista geometrico/dimensionale che del funzionamento del manufatto stesso. Lo studio propone dunque di considerare il rilievo non come una tantum, come generalmente avviene, ma come operazione continua, capace di aggiornare la descrizione (digitale e tridimensionale) della fabbrica in modo tempestivo, a documentazione degli interventi manutentivi e conservativi, di variazioni d’uso degli spazi, ecc., prendendo in considerazione anche la dimensione “tempo”. In particolare, si propone la realizzazione di uno strumento che consenta:
– l’archiviazione strutturata di dati e metadati, interrogabile
– la gestione delle operazioni di rilievo e coordinamento di attività svolte in parallelo, sia sul campo che “off-site”
– la predisposizione all’integrazione di indagini tecnologiche (pavimenti, soffitti, pareti), storiche, materiche (prove sui materiali), di monitoraggio ambientale, impiantistiche, ecc. che potranno integrare le info geometriche nella costruzione di un modello intelligente (H-BIM)
– il coinvolgimento attivo di chi ha in gestione l’edificio, tanto nella fase di individuazione delle esigenze che di reperimento di banche dati esistenti e di implementazione di dati non metrici rilevanti, e attività di formazione e aggiornamento rivolte agli uffici tecnici.
L’assegnista acquisirà un profilo professionale che ne consentirà la collocazione sia in ambito accademico che presso gli Enti preposti alla gestione e conservazione di analoghi beni culturali, o presso soggetti privati che svolgano attività di gestione ed elaborazione di dati geo-spaziali.

DIAGnostica NOn invaSiva e conservazione di daghErrotipi e altri materiali fotografici

Il ruolo cardine ed il valore inestimabile che il bene fotografico possiede come documento storico ed artistico da salvaguardare sono stati riconosciuti solo di recente. Nell’ottica di preservare e conservare tale patrimonio, il progetto DIAGNOSE si propone di innovare non solo i sistemi diagnostici per l’indagine materica, del degrado e dei procedimenti fotografici, ma anche le metodologie di restauro e di conservazione programmata. I beni – dagherrotipi, lastre fotografiche e pellicole – per i quali saranno sviluppati dei protocolli di intervento appartengono al fondo archivistico della Commissione Vinciana presso il Museo Galileo (MG), al fondo Fondazione Alinari in restauro presso l’Opificio delle Pietre Dure (OPD), e al fondo fotografico dell’OPD.
L’ottimizzazione dei sistemi ottici non-invasivi per il rilievo congiunto della composizione (spettroscopia molecolare/elementale sia ad imagine che puntuale), della forma (micro- e macro- rilievo 3D) e della stratigrafia (tomografia ottica coerente, Raman, e microscopia non-lineare) ridurrà la necessità del prelievo di campioni rappresentando un contributo innovativo rispetto alle soluzioni tecnologiche disponibili. I protocolli diagnostici sviluppati includeranno la registrazione (hardware o software) dei dati e la loro digitalizzazione e valorizzazione attraverso risorse multimediali innovative. L’innovazione apportata sul fronte diagnostico sarà funzionale per la messa a punto di metodi conservativi innovativi, inclusa la pulitura laser dei dagherrotipi e processi di consolidamento dei materiali proteici. Le procedure sviluppate potranno essere adottate come protocollo di intervento per casi analoghi in altri fondi fotografici o essere declinate in altri ambiti applicativi, ad esempio nell’arte contemporanea, che impiega materiali fotografici per la realizzazione di dipinti su vetro.
Il partenariato di DIAGNOSE – Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-INO), Opificio delle Pietre Dure (OPD), Museo Galileo (MG) e ditta El.En. – include un ampio spettro di figure professionali e le infrastrutture che si prefigge di proporre soluzioni innovative ai problemi conservativi dei beni fotografici derivanti anche dalla loro complessità strutturale e dalla loro fragilità materica. Il contesto multidisciplinare garantito dal partenariato faciliterà la formazione di un giovane ricercatore in diagnosi e conservazione di materiali fotografici.

Diagnostica smart delle strutture in legno antiche DIA_Smart

Il progetto è finalizzato a mettere a punto ed introdurre nella pratica corrente un approccio “smart” alla diagnostica e monitoraggio delle strutture lignee antiche.
Negli ultimi anni a livello nazionale ed europeo si è assistito ad un consistente sviluppo degli studi e della normativa nell’ambito della diagnosi e conservazione dei beni culturali in legno, a dimostrazione della necessità di gettare le basi per un approccio metodologico e rigoroso in questo contesto. D’altra parte le strutture lignee che rientrano nel patrimonio culturale sono importanti manufatti che si caratterizzano per il loro elevato significato storico, legato non solamente alla funzione statica, ma anche a quella culturale che rivestono. La loro rilevanza pertanto fa si che i progetti di intervento debbano tenere conto dei criteri di sicurezza, ma anche degli aspetti architettonici, dei materiali originali, dei sistemi strutturali, delle tecniche costruttive, ecc..
La complessità delle competenze e la grande quantità di informazioni necessarie per un corretto approccio a diagnostica-monitoraggio-manutenzione delle strutture lignee antiche, così come evidenziato nella norma UNI EN 17121 “Conservazione del patrimonio culturale – Strutture storiche in legno – Linee guida per la valutazione in situ di strutture in legno portanti”, richiede lo sviluppo e l’applicazione di una metodologia e una di piattaforma che raccolga, colleghi e renda fruibili tutte le informazioni ricavabili dall’analisi degli elementi in opera, sulla base delle più recenti tecniche sviluppate ad hoc.
Nel corso del progetto si prevede pertanto di mettere a sistema e rendere facilmente fruibili su una piattaforma appositamente sviluppata alcune tecniche di indagine (scansione 3D degli elementi strutturali in opera, misurazione dell’umidità ambientale e del legno con sensori wireless, valutazione non distruttiva del degrado biologico, modellazione del comportamento statico degli elementi) finalizzandole ad una analisi completa ed affidabile che possa orientare gli eventuali interventi di manutenzione, suggerendone la tempistica (programmazione) e la modalità (tipologia di intervento). Il progetto si avvarrà, oltre alle competenze di CNR-IBE, della collaborazione di alcune imprese dotate di specifiche competenze nel campo della diagnostica, verifica, progettazione del restauro di strutture lignee e si prevedono dei casi di studio reali grazie alla collaborazione con il Museo di San Marco di Firenze. Con questa attività si intendono inoltre mettere a frutto le esperienze maturate, da parte di CNR-IBE e di una serie di aziende, nell’ambito dei progetti DRESL e MUSE e DiaManTE sulla diagnosi e il monitoraggio delle strutture lignee.

Didattica, Innovazione, Gioco, Astrofisica, STEM

Proponiamo un progetto di formazione e ricerca che da una parte si colloca nell’ambito della promozione inclusiva della cultura scientifica, attraverso la realizzazione di attività (per bambini, ragazzi e adulti) innovative e con un approccio di game based learning; e dall’altra nell’ambito produttivo, legato al design alla comunicazione e valorizzazione di giochi, e alle tecnologie e metodi per gamification e serious game. Nello specifico il progetto prevede: uno studio dell’efficacia dei giochi da tavolo per imparare l’astrofisica e più in generale le discipline STEM e i meccanismi della ricerca; attività di progettazione, test e valutazione di due giochi e di una Escape Room virtuale, che possano veicolare in maniera coinvolgente e innovativa concetti di astrofisica e attività di game based learning; l’escape room sarà parte di un itinerario di astroturismo fiorentino già avviato. Oltre a ciò sono previste attività di valorizzazione e diffusione in diversi contesti e per diverse tipologie di pubblico ‐ scuole di diverso ordine e grado, gruppi di gioco, eventi e grandi fiere come Lucca Comics & Games ‐ anche attraverso strumenti digitali innovativi (Discord platform, Twitch streaming). Inoltre si punta a formare una figura professionale trasversale, che possa spendersi in diversi contesti: nella filiera del gioco e nel mondo della produzione (anche tecnologica) e della promozione ludica; nel mondo della scuola, della didattica e dei servizi culturali e museali; in ambito accademico, visto che quelli del gioco, delle sue meccaniche e del suo impiego in ambito educativo sono ambiti di ricerca emergenti e di grande interesse; sfruttando una acquisita capacità di realizzazione di prodotti ed eventi di comunicazione specifici nell’ambito della cultura, della cultura del gioco e dell’intrattenimento.

Digital and Virtual Innovative Anthropology: tecniche avanzate di fruizione delle collezioni museali e ricadute applicative

Il progetto prevede la collaborazione con il Museo di Storia Naturale (sede di Antropologia ed Etnologia) dell’Università di Firenze, con l’obiettivo di creare una collezione ‘virtuale’ di reperti antropologici qui conservati per garantirne una fruizione rispettosa e riuscire a presentare una parte del patrimonio culturale ad oggi poco accessibile. Attraverso l’uso di tecnologie di imaging d’avanguardia come la tomografia computerizzata, la fotogrammetria e l’uso di scanner 3D si potranno digitalizzare una selezione degli oltre settemila reperti conservati nella collezione osteologica del Museo di Antropologia. Questi reperti, scelti in base a interesse scientifico e culturale, saranno raccolti in una collezione di modelli 3D che ne garantirà la conservazione. Inoltre, seguendo le indicazioni della Convenzione di Faro, per cui la conoscenza dell’eredità culturale rientra pienamente fra i diritti umani, e dell’ICOM che pone l’attenzione sui reperti “culturalmente sensibili” e la loro fruizione etica e rispettosa, questi modelli 3D potranno essere utilizzati per creare innovativi spazi espositivi in museo sfruttando il digital storytelling così da aprire virtualmente queste realtà pur garantendo il rispetto etico dei reperti e la sensibilità dei visitatori. Attraverso l’esposizione virtuale dei reperti si potranno veicolare tematiche fondamentali con ricadute sociali positive come la diffusione di una cultura inclusiva e non discriminatoria grazie alla conoscenza della diversità umana e disseminazione del suo valore.
Inoltre, la collezione osteologica è un archivio biologico di informazioni e dati importantissimi e grazie alla sua digitalizzazione si affronteranno nuove linee di ricerca utilizzando i metodi dell’antropologia virtuale per studiare applicazioni in ambito bioarcheologico, forense e biomedico. Verranno indagate nuove tecniche che sfruttano la variabilità morfologica di un campione di riferimento per riuscire a stimare le parti mancanti in pazienti con cranio-lacune. L’assegnista alla fine del percorso avrà conoscenze tecniche e applicative in ambiti come la gestione di file 3D, la produzione di contenuti in realtà aumentata e realtà virtuale e tecniche di modellazione 3D per applicazioni in area biomedica e forense. Il Museo di Antropologia potrà presentare al pubblico una parte significativa della collezione osteologica e permetterà una fruizione senza barriere e in modo etico e innovativo, arricchendo così l’offerta culturale del territorio.

Sistemi DIagnostici a basso costo per lo screening VIrologico differenziale rapido e ad ampio raggio della popolazione attraverso l’analisi ottica/molecolare della Saliva

L’attuale pandemia del SARS-CoV-2 conferma l’importanza globale del controllo della diffusione di virus. A tal scopo, è fondamentale identificare le persone infette, inclusi gli asintomatici, per isolare la fonte di infezione circoscrivendone la diffusione. Per l’identificazione dei casi attraverso i liquidi biologici sono disponibili: i) saggi immunologici per monitorare antigeni e/o anticorpi virali presenti nel siero e ii) saggi basati sulla RT-PCR quantitativa, per la ricerca di acidi nucleici virali in campioni prelevati dalle vie respiratorie. Le principali limitazioni del test RT-PCR sono il tempo di esecuzione (> 4h dall’arrivo del campione in laboratorio), l’attrezzatura dedicata, l’esposizione degli operatori sanitari e la difficoltà di manipolazione del campione. Per SARS-CoV-2, i test sierologici disponibili invece hanno sensitività e specificità inferiore al 100% e gli anticorpi di interesse possono essere rilevati non prima di 5-15 giorni dopo l’infezione. Lo sviluppo di test diagnostici a basso costo, rapidi, accurati e non invasivi rappresenta dunque una priorità assoluta. Inoltre, fluidi biologici come la saliva, rappresentano una valida alternativa rispetto a campionamenti più invasivi (tampone, lavaggio, prelievo di sangue venoso). A tal fine, le tecniche di detection ottica basate sulla spettroscopia Raman amplificata da superfici (SERS) hanno avuto crescente attenzione nell’ambito dello sviluppo di biosensori in quanto permette di ottenere informazioni sulla biochimica del campione analizzato e dunque di rilevare marcatori prognostici. Il fenomeno SERS amplifica il segnale specifico degli analiti catturati dai sensori rispetto al segnale emesso dal resto del campione. Inoltre, recenti sviluppi tecnologici hanno portato all’integrazione di sensori SERS in dispositivi microfluidici facilitando l’analisi di piccoli volumi di liquidi anche al di fuori degli spazi di laboratorio. L’obiettivo del progetto DIVISA è lo sviluppo di un biosensore integrato in un dispositivo microfluidico caratterizzato da basso costo ed elevata sensitività verso agenti virologici presenti nella saliva di pazienti anche asintomatici. Tale sistema per la diagnosi rapida ed accurata del SARS-CoV-2 sarà di fondamentale importanza per lo screening ad ampio raggio della popolazione e per il controllo dell’epidemia, soprattutto nel periodo di concomitante circolazione dei virus.

accEssible CHat bOt

La sordità è la terza disabilità più diffusa al mondo e in Italia sono circa 7 milioni le persone con disabilità uditiva. L’accessibilità ai servizi per le persone sorde presenta una serie di barriere comunicative che è necessario rimuovere per consentire pari opportunità di accesso e fruizione. Si pensi per esempio ai servizi sanitari e assistenziali, servizi di trasporto pubblico, customer care e sportelli delle Pubbliche Amministrazioni. In questi contesti, le persone sorde sono costrette a rivolgersi a degli interpreti per mediare la comunicazione con gli addetti ai servizi, e questo costituisce una barriera alla loro autonomia. Inoltre, per le persone sorde la lingua italiana rappresenta la seconda lingua che ha una struttura (sintattica, morfologica, lessicale) diversa dalla Lingua dei Segni Italiana (LIS) e per questo motivo la comunicazione scritta risulta non facile e immediata. È necessaria quindi una riprogettazione dei servizi per renderli pienamente accessibili alle persone sorde, impiegando tecnologie innovative e nuove modalità comunicative. Per rispondere a questa sfida, il progetto ECHO sperimenta tecnologie di Intelligenza Artificiale (IA), interfacce conversazionali, avatar 3D che comunicano in LIS e nuove risorse comunicative. La tecnologia delle interfacce conversazionali costituisce una recente innovazione nel campo dei servizi, che abilita una comunicazione facile e immediata, rendendola disponibile sempre e ovunque. Questi sistemi però si basano sulla comunicazione orale o scritta e non sono quindi accessibili per le persone sorde. Mentre lo sviluppo tecnologico progredisce, la questione dell’accessibilità rimane ancora in gran parte inesplorata. Il progetto ECHO coinvolge la comunità sorda ed esperti di accessibilità nel co-design, applicando la metodologia del Design Thinking. L’esperienza dell’utente verrà progettata e valutata in modo iterativo, considerando non solo gli aspetti puramente funzionali (facilità d’uso), ma anche gli aspetti legati all’autonomia e all’autostima, le emozioni, l’etica della relazione. Uno degli output del progetto saranno le linee guida per la progettazione di interfacce conversazionali accessibili ai sordi, da diffondere a diversi stakeholder (es. istituzioni pubbliche, aziende) sia a livello locale che nazionale e internazionale.

Ecosistemi, COnservazione e CULTura

Gli ecosistemi naturali e agrari sono componenti fondamentali del patrimonio paesaggistico-culturale toscano, e la relativa biodiversità è necessaria a preservare funzionalità e servizi ecosistemici. Conoscenza e divulgazione di efficaci pratiche di gestione dei rapporti tra uomo, fauna e ambiente naturale/rurale sono essenziali per conservazione e fruizione del patrimonio ambientale, con importanti ricadute scientifiche, economiche e sociali. Il progetto indagherà i rapporti tra biodiversità e fattori naturali/antropici in aree protette della Regione, fornendo un approccio innovativo e multidisciplinare alla conoscenza finalizzata alla salvaguardia e gestione del paesaggio. Le aree protette, le zone umide d’importanza internazionale e le aree coperte da vegetazione arborea/arbustiva sono beni paesaggistici sottoposti alla tutela del patrimonio culturale. Il progetto agirà in linea con la Strategia di Ricerca e Innovazione per la Smart Specialization e in coerenza principale con la roadmap 1.3, incrementando la conoscenza dei rapporti uomo-fauna-ambiente per la conservazione degli ecosistemi naturali/agrari quali beni del patrimonio culturale-paesaggistico. La multidisciplinarità del progetto assicurerà anche l’uso di soluzioni tecnologiche-organizzative innovative trasversali ad altre roadmap. Combinando tecnologie di sensoristica passiva per lo studio della fauna, remote sensing e sistemi informativi georeferenziati, saranno acquisiti dati sperimentali inediti sulla biodiversità e variabili antropiche e ambientali in aree protette della Toscana. Mediante soluzioni analitiche avanzate (per es. machine learning/deep learning) e modellistica saranno indagati i rapporti tra (i) ricchezza/diversità di mammiferi e i relativi determinanti ambientali e antropici, (ii) densità/distribuzione di ungulati, impatto sul paesaggio naturale e agricolo ed efficacia delle strategie di mitigazione. Il progetto svilupperà prodotti esportabili ad ampia scala e replicabili in altri contesti (per es. mappe predittive di biodiversità e impatto della fauna). La diffusione dei risultati e dei prodotti avverrà attraverso eventi museali/conferenze, articoli divulgativi e scientifici di alto impatto. Il progetto avrà importanti ricadute sul territorio regionale, fornendo strumenti di supporto decisionali ai soggetti preposti alla gestione e conservazione del paesaggio e al settore agricolo-forestale, interessati alla mitigazione dei conflitti tra attività antropiche e fauna selvatica.

Isolamento e caratterizzazione molecolare di esosomi neurali in modelli di disturbi del neurosviluppo

Gli esosomi sono piccole vescicole extracellulari (diametro 30-150 nm) che trasportano un carico di molecole (proteine, lipidi, mRNA e microRNA) da una cellula alle altre, sono secreti da ogni tipo di cellula e si trovano in ogni fluido biologico: essi sono i maggiori responsabili della comunicazione intercellulare all’interno del sistema nervoso centrale (SNC). Gli esosomi portano nel loro carico molecolare importanti informazioni sulla cellula di origine e possono attraversare la barriera ematoencefalica, rappresentando quindi una fonte facilmente accessibile di biomarcatori del SNC: queste caratteristiche li rendono di grande interesse per studiare e monitorare il SNC in moltissimi processi fisio-patologici.
Il progetto END intende mettere a punto una metodica per l’isolamento e la caratterizzazione molecolare di esosomi di origine neurale (NDE) in campioni biologici derivati da modelli neuropatologici. Ad oggi poco si sa sul ruolo degli NDE in modelli neuropatologici come i disturbi del neurosviluppo e questo progetto si concentrerà su questi disturbi, in particolare su quelli relativi all’ubiquitina ligasi 3A (UBE3A), una proteina che gioca un ruolo chiave durante lo sviluppo del cervello. Durante il neurosviluppo, UBE3A ha un ruolo cruciale: la sua mancanza provoca la Sindrome di Angelman (AS), mentre la sua over-espressione provoca sindromi dello spettro autismo: UBE3A rappresenta una delle cause genetica più rilevanti (~3%) ad oggi conosciuta per le sindromi dello spettro autistico.
Lo scopo di questo progetto è la messa a punto di saggi clinici basati sull’arricchimento selettivo di NDE mediante l’uso di antigeni specifici, partendo da campioni biologici cellulari neuronali e plasmatici, sia murini che umani, di AS, per identificare dei biomarcatori molecolari deregolati o difettivi nell’AS. Questo saggio e i biomarcatori individuati saranno poi utili per il follow-up longitudinale dei pazienti con AS, per il monitoraggio delle terapie (presenti e future) evitando molteplici procedure invasive o semi-invasive e anche per individuare nuovi potenziali target terapeutici. Questo tipo di analisi, rappresentando di fatto una potenziale finestra sui processi patologici cerebrali, sarà poi applicabile a qualsiasi tipo di ricerca neuroscientifica e ad altri modelli neuropatologici basati sull’isolamento di NDE.

Open Toolkit per la dialisi domiciliare

L’emodialisi è la terapia più comune per i pazienti con funzionalità renale gravemente insufficiente, che ad oggi affligge il 9% della popolazione mondiale. L’emodialisi consiste in un processo di filtrazione del sangue, che dura alcune ore e che deve essere ripetuto più volte a settimana, per tutta la vita rimanente del paziente, o almeno fino al trapianto, in ogni caso per diversi anni. Questo causa un abbassamento della qualità della vita, ed ha anche un grande impatto economico, rappresentando in Europa il 2% della spesa sanitaria.
La domiciliazione del trattamento di dialisi può essere una possibile soluzione, consentendo al paziente di riguadagnare una forma di indipendenza, di diventare un elemento attivo della terapia e di ridurre il rischio di depressione. E’ stato inoltre stimato che la dialisi domiciliare ha un costo di circa il 40% in meno rispetto alla terapia in reparto, con un risparmio di circa 40000 € l’anno per paziente. Inoltre, la Pandemia di COVID- 19 ha dimostrato come le terapie domiciliari siano necessarie per ridurre le infezioni, soprattutto in una popolazione affetta da altre comorbidità, come i pazienti con insufficienza renale. Nonostante le linee guida raccomandino l’emodialisi domiciliare, le difficoltà nella formazione del personale di assistenza (“caregiver”) e il possibile senso di insicurezza del paziente limitano la sua applicazione.
Il progetto ENDIADI (dal greco “uno per mezzo di due”) ha l’obiettivo di promuovere la dialisi domiciliare attraverso due azioni:
– facilitare e migliorare la formazione del caregiver, attraverso phantom ad alta fedeltà del paziente su cui imparare ad effettuare le operazioni di cannulazione;
– monitorare i parametri fisiologici del paziente per conoscerne lo stato di stress, attraverso sensori wearable, analisi dati multivariati e tecnologie di intelligenza artificiale, e stimare i benefici psicologici della dialisi domiciliare.
Il progetto, strutturato in 3 obiettivi operativi, farà uso di tecnologie avanzate connesse al tema di Smart Industry (additive manufacturing, i device wearable, tecnologie di intelligenza artificiale), e tool progettazione collaborativa come la piattaforma UBORA. Tra i risultati attesi, oltre ad un insieme di dispositivi che facilitino la transizione verso la dialisi domiciliare ed una quantificazione dei benefici per il paziente, anche la formazione di assegnista di ricerca in grado di gestire tecnologie legate a Smart Industry in ambito sanitario.

L’Eccezionale Valore Universale come categoria di progetto per guidare la progettazione territoriale e i processi di rigenerazione urbana a base culturale in Toscana

The HUL Guidebook. Managing heritage in dynamic and constantly changing urban environments, del 2011, raccoglie un regesto di esperienze pilota condotte in città dei diversi continenti con lo scopo di fornire elementi guida ad amministratori e operatori di tutte le città storiche per un corretto approccio alla gestione dello spazio urbano su base culturale coerente con i principi della comunità internazionale e dell’UNESCO.
Le raccomandazioni contenute nel volume fanno riferimento alla Methodology for the elaboration of the Management Plans for Urban World Heritage Sites, elaborata all’interno del progetto Atlas World Heritage per lo sviluppo di Piani di Gestione e Sostenibilità dei siti urbani patrimonio mondiale. Ricerca alla quale ha contribuito attivamente a portare avanti il Laboratorio congiunto HERE del Dipartimento di Architettura e del Comune di Firenze.
I Piani di gestione e sostenibilità sono strumenti in cui vengono identificate le linee d’azione per la gestione ampia di un sito patrimonio mondiale: dalla promozione del patrimonio alla sua protezione e conservazione attiva, al relativo controllo e monitoraggio. Nella tradizione fin qui condotta i piani di gestione si sono affiancati alla pianificazione urbanistica ordinaria, finendo per essere considerati come “semplici” piani di settore di ambiti circoscritti di territori urbani, seppur di grande spessore storico, architettonico e simbolico. La ricerca vuole mettere in discussione questo assunto e vuole dimostrare – partendo proprio dal volume HUL Guidebook, in almeno tre casi specifici – che tra i due strumenti non solo deve esserci dialogo, quanto una alleanza tecnica e culturale al fine di innestare le raccomandazioni dell’uno nell’operatività dell’altro.
La proposta di assegno ha una sua natura applicativa. I casi studio che saranno presi in considerazione sono quelli dei Comuni di Firenze, di San Gimignano e di Siena, per i quali sarà studiato un percorso di rigenerazione urbana a base culturale partendo dai rispettivi siti patrimonio mondiale. Città che hanno vissuto il portato turistico e culturale di essere siti Patrimoni mondiali e che ora con la pandemia da Covid-19 stanno vivendo un contraccolpo pesante che richiede un ripensamento delle politiche urbane, turistiche ed economiche finalizzate a contenere i flussi di overturismo, per restituire questi patrimoni ai cittadini residenti e a quelli attivi.
Il fine ultimo è quello di formare un assegnista di ricerca che possa poi applicare un approccio integrato in tutti i siti patrimonio mondiale della Toscana e dell’Italia.

Movimentazione manuale di carichi assistita con esoscheletri

Le attività che prevedono la movimentazione manuale dei carichi (MMC) da parte dei lavoratori sono spesso causa di sovraccarico biomeccanico che favorisce l’insorgere di malattie muscolo scheletriche lavoro-correlate: l’insorgenza di tali malattie rappresenta la causa principale di deterioramento della qualità della vita dei lavoratori e della loro capacità lavorativa. Il progetto EXOSUIT è mirato a fornire una risposta operativa a tale problematica, mediante lo sviluppo di un innovativo dispositivo robotico indossabile di tipo esoscheletrico, finalizzato al supporto della movimentazione di carichi.
EXOSUIT sfrutterà tecniche di attuazione innovative – sottoposte a tutela brevettuale – per ottenere i requisiti di performance necessari al supporto della movimentazione di carichi fino a 40 kg. Le soluzioni utilizzate per lo sviluppo di EXOSUIT consentiranno di poter utilizzare il dispositivo in una gamma assai ampia di casi applicativi riscontrabili in settori tra loro molto diversi, quali, ad esempio, quello automobilistico, navale, logistico, edilizio, siderurgico, ospedaliero.
L’utilizzo di EXOSUIT avrà un impatto positivo sulla salute e sulla sicurezza dei lavoratori: tutti i principali indicatori di rischio ergonomico da sovraccarico biomeccanico risultano proporzionali al carico trasportato che, grazie all’utilizzo del dispositivo proposto, potranno essere ridotti fino al 100% rispetto al carico di picco. Lo sviluppo di EXOSUIT potrà fornire all’impresa partner la possibilità di avviare un processo di diversificazione del mercato di riferimento rappresentato storicamente dal settore biomedico. La ricerca di nuovi mercati sarà possibile dall’ampliamento del portfolio prodotti, e permetterà all’impresa di proporsi come nuovo entrante nel settore dei dispositivi di ausilio alla movimentazione manuale dei carichi, per cui è previsto un rapido sviluppo nei prossimi anni vista la trasversalità intersettoriale di utilizzo. All’interno del partenariato WEARABLE ROBOTICS sarà responsabile del coordinamento attività di sviluppo e si avvarrà delle competenze di SSSA per l’analisi biomeccanica e la validazione scientifica. WEARABLE avrà anche il compito di definire la roadmap verso la commercializzazione, affrontando le questioni di prototipazione e ingegnerizzazione di prodotti. Tali attività saranno supportate da una analisi comparativa dei dispositivi esoscheletrici per l’ausilio alla MMC svolta da SSSA, che si occuperà anche della predisposizione della certificazione CE di EXOSUIT.

Biosensori basati su Intelligenza Artificiale e Nanomateriali per una nuova generazione di test Quantitativi rApidi

La rivelazione rapida di target biomolecolari, come, ad es, impronte genetiche oppure proteiche di microrganismi patogeni, costituisce una sfida di rilevanza globale in contesti critici come la diagnosi e il tracciamento di malattie infettive. BIANQA punta all’integrazione di concetti di machine learning e (nano)materiali avanzati per l’ottimizzazione di una nuova generazione di biosensori paper‐based. Esempi evocativi di saggi paper‐based sono i test antigenici rapidi per SARS‐CoV‐2 o similari, basati su setup di tipo lateral flow e su label colorimetrici come nanoparticelle d’oro, che, per l’intensità e stabilità della loro colorazione, costituiscono già una scelta d’elezione a livello commerciale. Nonostante i progressi recenti, questa tipologia di biosensori presenta però ancora limitazioni in termini di sensibilità, specificità e potenziale di utilizzazione quantitativa.
BIANQA intende esplorare l’implementazione di strumenti innovativi provenienti da ambiti complementari delle nano e info‐tecnologie per ottimizzare le prestazioni di questa tipologia di biosensori rapidi e low‐cost, e in particolare mediante 1. L’utilizzo di nanoparticelle anisotrope con colorazioni più intense e multiplexabili, ad es per l’indagine simultanea di più target biomolecolari; 2. L’adozione di strumenti di machine learning per quantificare la concentrazione dei target biomolecolari tramite la regressione di immagini spettrali del substrato cartaceo. Un ulteriore obiettivo prioritario di BIANQA è la formazione di un assegnista biotecnologo in un contesto di sinergie interdisciplinari e applicazioni industriali, che favoriranno il suo upskilling nel campo dei biosensori paper‐based e il suo reskilling verso le nanobiotecnologie e il machine learning. Il giovane assegnista sarà protagonista di tutte le attività progettuali e presidierà il raccordo operativo tra i partner accademici e industriali.
Il risultato atteso di BIANQA è il consolidamento della collaborazione tra i suoi partner accademici e industriali per il perseguimento di interessi sia di natura scientifica sia di impatto socioeconomico. Da ultimo, ma non per importanza, BINAQA contribuirà alla creazione di un profilo professionale capace di operare al crocevia di settori emergenti delle nano e info‐tecnologie e di distretti strategici per la Regione Toscana come l’industria bio‐medica e sonsoristica.

BIOFERTIlizzanti e bioprodotti “carbon negative” dalla valorizzazione di biomasse LEGNOse

Il progetto di ricerca “Biofertilizzanti e bioprodotti “carbon negative” dalla valorizzazione di biomasse legnose” (BIOFERTILEGNO) ha la finalità di indagare sulle potenzialità di due prodotti bio-based, derivati dall’industria della produzione energetica da biomasse agricole e forestali, chiamati biochar (B) e distillato di legno (DL). B e DL possono migliorare l’efficienza delle produzioni agricole Toscane, tramite la loro elaborazione con biostimolanti e altri fertilizzanti organici e/o minerali e trasformazione in nuovi biofertilizzanti e bioprodotti per la nutrizione vegetale e la protezione da patogeni e parassiti. All’interno del progetto si vedono coinvolti diversi partners:
1) il ruolo di organo di ricerca è ricoperto dal Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali (DiSAAA-a) dell’Università di Pisa;
2) Esperia srl, impresa Toscana che produce B e DL che vuole ampliare il suo campo di vendita con prodotti innovativi “green”;
3) diverse imprese agrarie che sono interessate a partecipare alla sperimentazione, in quanto propense ad adottare nuovi mezzi e metodi di produzione che siano rispettosi dell’ambiente;
4) l’Instituto de Ciencias Ambientales de Toledo (ICAM) dell’Universidad de Castilla-La Mancha con cui il DiSAAA-a ha proficui rapporti scientifici e didattici e che è interessato a partecipare al progetto di ricerca, ospitando l’assegnista per delle analisi peculiari su B e DL; e
5) CIA Toscana che avrà il ruolo principale di divulgare i risultati del progetto ai vari portatori di interesse (altre aziende e associazioni di categoria, albi professionali ecc). Il progetto, che avrà la durata di due anni, prevede il forte coinvolgimento delle imprese agrarie nell’ospitare le prove sperimentali, in cui i bioprodotti e i biofertilizzanti verranno impiegati all’interno dell’agrotecnica aziendale, andando a sostituire o integrare i mezzi e le metodiche ordinarie. Le colture individuate per la sperimentazione sono sia ortive sia arboree (comprese vite e olivo), così da poter ampliare lo spettro di possibile utilizzo dei prodotti oggetti di sperimentazione su tutto il territorio Toscano, caratterizzando il progetto con un’elevata replicabilità e riproducibilità.

Sensoristica avanzata per beni culturali e benessere ambientale.

Il controllo sulla salubrità/qualità dell’aria e la fruibilità in sicurezza delle case, degli ambienti di lavoro, dei luoghi pubblici al chiuso è tema di cruciale interesse, accentuato ancor di più dall’attuale pandemia di SARS-COV-2 e relativa emergenza sanitaria e sociale. Tipicamente si fa uso di diverse strategie per la purificazione dell’aria (es: tramite sistemi a plasma freddo, a UV, ad ozono, filtrazione HEPA, etc.) ma poca attenzione viene posta sul monitoraggio quantitativo real-time dei parametri di inquinamento ambientale (gas vari, particelle (PM), droplets, temperatura, etc.) dovuti a fattori sia esogeni che endogeni, e sulla valutazione dei loro effetti combinati su ambienti, persone, cose. Questo progetto si propone di superare tali limiti, utilizzando gli spazi museali al chiuso come caso di studio (nello specifico il Museo del Bargello e quello Archeologico Villa Corsini di Firenze). Nel dettaglio si adotteranno strategie per la misurazione, monitoraggio e analisi dei parametri di temperatura, umidità, inquinanti ambientali, e si valuterà l’effetto che la loro alterazione (dovuta a fattori sia esogeni che endogeni) può avere sulle opere d’arte. La disponibilità in commercio di sensori di diverse tipologie, sviluppati per altre applicazioni e contesti e con lettura dei dati di tipo wireless (Internet of Things, IoT) consentirà al progetto proposto di partire con uno studio dello stato di inquinamento degli ambienti museali selezionati, verificando quali sono i parametri standard di fruizione del bene da parte dell’utente attraverso un monitoraggio remoto in tempo reale dei suddetti parametri, correlato nel tempo e nello spazio alla presenza di fattori endogeni ed esogeni, quali quelli sopra descritti. La sensoristica standard verrà poi integrata con una tipologia nuova di sensori appositamente calibrati e ingegnerizzati per tali ambienti museali, che permetterà di spingersi fino al livello delle singole opere d’arte. Su queste ultime infatti (in particolare medaglie, bronzetti, sculture in marmo come casi esemplari) la sensoristica valuterà lo stato di conservazione dal punto di vista di patine presenti sulla superficie e alterazioni del metallo o del marmo. Si arriverà nel complesso ad una valutazione quantitativa dell’effetto integrato di tutti i fattori menzionati sull’opera d’arte stessa, nel tempo, per poter poi elaborare strategie correttive “personalizzate” sulla singola opera e le sue esigenze specifiche, come si fa proprio nel caso della medicina personalizzata. I risultati ottenuti nell’ambito di questo progetto sono a nostro parere di interesse in altri contesti, come gli ambienti ospedalieri, gli abitacoli di auto, i mezzi pubblici, la domotica etc., consentendo quindi delle azioni migliorative specifiche e in real time, in funzione delle criticità che si presentano per azione di eventi interni o esterni.

Crescere Insieme CON-TestI

Il progetto mira a sviluppare conoscenze e competenze delle educatrici e degli educatori socio-pedagogici che, all’interno del Corso di Studio (CdS) in Scienze dell’Educazione e della Formazione (L-19) dell’Università degli Studi di Firenze, si formano rispetto alla lettura ad alta voce, intesa come strumento che favorisce il successo formativo e l’inclusione sociale dei bambini, degli adolescenti ma anche degli adulti, promuovendone il rafforzamento delle capacità cognitive e relazionali.
Il progetto viene realizzato attraverso un percorso di formazione che, sotto il profilo dell’offerta formativa del CdS, si configura per le studentesse e gli studenti come attività funzionale all’inserimento nel mondo del lavoro, equivalente a 3 Crediti Formativi Universitari (CFU), così come previsto dal Regolamento didattico del CdS medesimo. Il percorso si svilupperà in collaborazione con una rete di enti territoriali con esperienze di attività di promozione della lettura ad alta voce, in modo da consentire alle studentesse e agli studenti di mettere in pratica conoscenze e competenze apprese. Per raggiungere tale obiettivo, il progetto prevede, durante il primo anno: a) una mappatura delle esperienze più significative realizzate in Toscana; b) una ricognizione dei costrutti teorici, delle metodologie e delle tecniche impiegate a livello nazionale e internazionale nel campo della promozione della lettura ad alta voce. Nel corso del secondo anno, sulla base di tale mappatura si procede all’individuazione di una rosa di soggetti disponibili a collaborare con il CdS nella progettazione ed erogazione di un percorso formativo, in parte svolto presso l’Università, in parte sul territorio, volto a sviluppare conoscenze e competenze di lettura ad alta voce presso 150 studenti. Infine, lo stesso progetto si configura come un’azione volta a formare una figura professionale (il titolare dell’assegno di ricerca) sulla funzione della lettura ad alta voce nella crescita personale, mettendolo in grado di realizzare esperienze sul territorio per la sua promozione nei vari contesti formativi, in stretta collaborazione con l’istituzione universitaria.
L’obiettivo finale dell’Assegno di Ricerca è dunque quello di promuovere una formazione iniziale sulla lettura nei futuri educatori, la cui continuità nel tempo è garantita dall’essere compresa dentro l’offerta formativa del CdS, e che può correlarsi con l’esperienza di tirocinio, rafforzando le competenze pratiche in uscita delle studentesse e degli studenti.

Ceci, distillato di legno, biochar e intelligenza artificiale per un sistema agrifood smart e sostenibile

Scopo di questo progetto è la messa a punto di un sistema agrifood smart di coltivazione del cece piccolo aretino utilizzando biochar come ammendante e distillato di legno come biostimolante e biopesticida, basato sull’uso dell’intelligenza artificiale (imaging iperspettrale, machine learning e big data) per la prevenzione delle patologie di questa specie, che sia pienamente sostenibile, di qualità e che valorizzi l’agriobiodioversità locale della Toscana. La popolazione mondiale a fine 2020 è risultata superiore a 7.8 miliardi di persone. Riuscire a sfamare un numero così elevato di persone sarà una delle sfide del futuro prossimo. Sostituire le proteine animali con quelle derivate dai legumi può significare molto, per l’ambiente e per la riduzione del riscaldamento globale in quanto le proteine derivate dai legumi hanno un costo ambientale molto inferiore, garantendo al contempo un apporto nutrizionale molto elevato. Il cece è la terza leguminosa per produzione mondiale, dopo la soia e il fagiolo. Il cece piccolo aretino rientra tra i prodotti tradizionali della Toscana: si tratta di una varietà molto rustica, che ben si presta a coltivazioni a basso impatto ambientale. La valorizzazione energetica della biomassa vegetale di scarto della gestione forestale rappresenta un’importante opportunità per la lotta ai cambiamenti climatici. Un sottoprodotto di questo processo è un carbone vegetale noto come biochar, che se applicato ai suoli è un potente ammendante, in grado di contrastare la salinità e di favorire la ritenzione idrica. Un sottoprodotto della produzione del biochar è il distillato di legno, il cui utilizzo in agricoltura come biostimolante e biocida naturale (in dipendenza dalla dose) è molto promettente. Le tecniche di intelligenza artificiale saranno utilizzate attraverso machine learning e big data al fine di una corretta interpretazione automatica delle immagini da drone delle patologie fogliari da antracosi, che è la malattia del cece più frequente e dannosa, per individuare rapidamente i primissimi sintomi e poter intervenire “di precisione” prima che la malattia si diffonda.

Sviluppo di un sistema di indicatori per la governance della decarbonizzazione dei business model aziendali

Il progetto “CO2 KPI: Sviluppo di un sistema di indicatori per la governance della decarbonizzazione dei business model aziendali” mira a formare un’assegnista di ricerca in merito allo sviluppo e all’applicazione pratica di strumenti gestionali atti a supportare le imprese nel percorso di decarbonizzazione del business. La sfida della decarbonizzazione impone alle imprese la trasformazione dei modelli di business (MdB) verso un minore utilizzo di combustibili fossili e di emissioni di gas a effetto serra, in un’ottica di transizione verso la resilienza climatica. Aldilà delle necessarie soluzioni tecnologiche, tale obiettivo richiede l’apporto di strumenti gestionali capaci di supportare le singole imprese nel governare il processo di trasformazione del business. Il progetto mira a sviluppare e testare un modello di misurazione e monitoraggio della roadmap di decarbonizzazione delle imprese, basato su indicatori di performance relativi a ogni ambito operativo del MdB (approvvigionamento, produzione, distribuzione, smaltimento/riciclo etc) e sul calcolo di indici aggregati utili a evidenziare la variazione della performance aziendale in un determinato arco temporale. Il modello costituirà uno strumento gestionale a supporto del decision-making aziendale, utile a guidare il piano d’azione per la decarbonizzazione verso il miglioramento continuo e verso l’ottenimento degli obiettivi regionali e nazionali di decarbonizzazione. L’assegnista condurrà le attività necessarie allo sviluppo e alla validazione dello strumento con il supporto dell’Istituto di Management (IDM) della Scuola Superiore Sant’Anna e della società spin-off Ergo Srl. Grazie a un mix tra attività di studio e di applicazione operativa delle conoscenze, l’assegnista acquisirà competenze altamente spendibili, sia in azienda sia nella ricerca applicata, in merito alle più attuali metodologie e standard di misurazione della performance ambientale delle imprese, e allo sviluppo di strumenti applicativi per la gestione della sostenibilità aziendale.

Controllo Ottimo per Macchine Modulati

Il progetto si propone come oggetto lo sviluppo di tecniche di controllo e pianificazione del moto basate su ottimizzazione numerica in combinazione con i più recenti algoritmi di Machine Learning (ML) per massimizzare le prestazioni di macchine industriali modulari in ambito Industry 4.0 garantendo, laddove richiesto, la sicurezza degli operatori.
Il progetto si pone i seguenti obiettivi:
1. sfruttare appieno la potenzialità, in termini di minimizzazione tempo ciclo e/o massimizzazione efficienza energetica, delle macchine industriali attualmente largamente sovradimensionate per garantire livelli di accelerazioni compatibili con pianificazioni del moto e algoritmi di controllo non ottimali.
2. garantire la sicurezza degli operatori penalizzando al minimo le prestazioni di macchine e robot collaborativi che attualmente assolvono tale compito riducendo drasticamente la velocità risultando cosí frequentemente non economicamente convenienti e rallentando l’impatto della robotica collaborativa in Industry 4.0.
3. sviluppare algoritmi che siano compatibili con macchine modulari, ovvero caratterizzate da diverse geometrie e cinematiche, e possibilità di riconfigurazione dei propri giunti. Per raggiungere tali obiettivi sarà prima selezionato un set di task rilevanti dal punto di vista economico e rappresentativi delle attività di un settore industriale sufficientemente importante coordinandosi con il soggetto sostenitore esterno. Successivamente saranno definiti Key Performance Indicators e metriche per fare una valutazione quantitativa e continua dei progressi dell’attività.
Le sfide teoriche e tecnologiche saranno affrontate attraverso lo sviluppo di nuovi approcci per la pianificazione e il controllo concentrandosi sull’esplorazione di algoritmi di ottimizzazione deterministici per fornire garanzie sul rispetto dei vincoli in combinazione con tecniche basate su model predictive control e ML per ottenere un’esecuzione del processo a run-time. I risultati saranno validati dapprima in simulazione e successivamente attraverso una estensiva campagna sperimentale.

Sviluppo di COatiNgs superficiali in rame e sue leghe per appliCaziOni antiviRali e antibatteriche in ospeDalI e strutt sAnitarie

L’attuale pandemia dovuta al coronavirus SARS-COV-2 che genera la sindrome Covid-19 sta modificando radicalmente abitudini e stili di vita. Analogamente agli sforzi per ridurre l’impatto della sindrome Covid-19, è stato evidenziato che già prima dello scoppio dell’attuale pandemia, le strutture sanitarie e ospedaliere sperimentavano la morte di circa 50 mila persone l’anno per sepsi maturate nelle stesse strutture preposte alle cure. Il rame (Cu) e sue leghe, in primis l’ottone( Br), si sono mostrati materiali dall’eccellente carattere antivirale e antibatterico. Dal Maggio 2020, l’Istituto di Biofisica del CNR (IBF-CNR) e la KME Italy Spa (KME), leader mondiale nello sviluppo di prodotti in rame e ottone, hanno avviato a sviluppare una collaborazione tesa a sviluppare coatings superficiali capaci di abilitare, nei materiali con i quali sono integrati, un potere di straordinaria abilità antivirale e antibatterico. La presente proposta ricalca proprio questa idea, su cui, come detto, IBF-CNR e KME stanno già lavorando, ed è di ampia applicabilità in termini di superfici e materiali, includendo il settore sanitario, assoluta compatibilità ai protocolli medici inerenti i Dispositivi di Protezione Individuali (DPI), e di altri settori critici quale prodotti basati sul tessile tecnologico nell’ambito trasporti, e nel settore cartario.
I coatings in Cu e Br sono sviluppati utilizzando questi metalli sotto forma di nanoparticelle (CuNP e BrNP) e nanofili (CuNW e BrNW) in quanto tali materiali quando utilizzati come componenti alla nanoscala presentano amplificate proprietà antivirali e antibatteriche, grazie all’altissimo rapporto superficie/volume. Grande attenzione viene posta alla possibile tossicità di tale nanosistemi e la collaborazione tra IBF-CNR e KME sta generando un nuovo approccio in termini di additive manufacturing capace di annullare la tossicità di tali nanosistemi per tutto il tempo di vita dei prodotti in cui vengono utilizzati.
L’attività biennale dell’assegno di ricerca si inserirà nell’attività pregressa portando a completamento lo sviluppo additivo di CuNP e BrNP e CuNW e BrNW come coatings superficiali sia a livello prototipale, con Technology Readness Level (TRL) pari a 5, fino allo sviluppo finale dei prodotti potenziali con le NP e NW capaci di arrivare in breve tempo sul mercato TRL>7.

Biosensore per la rilevazione precoce di infezioni microbiche

Ridurre le tempistiche di identificazione dell’agente patogeno responsabile di infezioni è una delle principali sfide che il personale sanitario si trova ad affrontare in ambito ospedaliere, in quanto una diagnosi rapida di infezione può rappresentare lo spartiacque tra la vita e le morte del paziente. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità i casi di infezioni nosocomiali associati ad una situazione clinica di sepsi si attestano intorno a 30 milioni di persone l’anno, con una mortalità di circa 33-35% ed un incremento medio annuo del 9-13%. Questo numero è purtroppo destinato a crescere in funzione dell’aumento di specie microbiche antibiotico resistenti. Le attuali tecniche di identificazione dei patogeni, convenzionalmente utilizzate all’interno dei laboratori ospedalieri, non sempre garantiscono rapidità della diagnosi, portabilità e facilità di utilizzo, caratteristiche fondamentali per poter svolgere analisi direttamente al letto del paziente. All’interno di questo scenario, il presente progetto si prefigge l’obiettivo di rispondere a questa impellente necessità, sviluppando un biosensore portatile che consenta una rapida e riproducibile identificazione di patogeni associati ad infezioni, tassello fondamentale per garantire gli obiettivi delle buone pratiche di “stewardship antimicrobica”, al fine di poter rapidamente allestire una adeguata terapia antimicrobica.
Il progetto propone lo sviluppo sperimentale, prototipazione e validazione di una soluzione diagnostica (biosensore elettrochimico) rapida e portatile, basata sui risultati di uno studio di ricerca applicata, sviluppato all’interno del laboratorio universitario dal quale è nata la start-up partner di progetto e dal Dipartimento di Biologia (Unità di Genetica e Microbiologia).
Il principio di riconoscimento del patogeno, alla base del suddetto biosensore, è basato sulla recente ed innovativa tecnologia CRISPR/Cas. Tale tecnologia è composta dall’utilizzo di un enzima programmabile al riconoscimento di DNA batterico, che potrà permettere di utilizzare il prototipo sviluppato per la rilevazione di diverse specie batteriche e/o geni associati a caratteristiche di antibiotico resistenza.

Alta formazione di giovani studiosi sulla complessiva disciplina giuridica degli archivi fotografici

Il progetto si propone di esaminare ed offrire soluzioni concrete alle principali problematiche giuridiche relative ai singoli prodotti fotografici e agli archivi nel loro complesso: dai diversi profili del diritto privato a quelli del diritto pubblico. Il progetto terrà in particolare conto della digitalizzazione degli archivi fotografici in atto, esaminando e fornendo soluzioni giuridiche operative alle complesse problematiche che tale digitalizzazione comporta. In particolare, i Partner – in spirito di fattiva collaborazione, fin dalle fasi iniziali di elaborazione del progetto – hanno fornito una prima indicazione dei temi che gli assegnisti saranno chiamati ad esaminare. Solo a titolo di esempio, sono stati indicati i seguenti: Analisi dei prodotti coperti da diritto d’autore e di quelli qualificati come fotografia semplice; la riproducibilità delle immagini, il riconoscimento o meno deli valore creativo; esame storico giuridico e comparatistico dei profili di conservazione e valorizzazione; disciplina giuridica della digitalizzazione degli archivi fotografici e dei connessi e conseguenti obblighi e diritti del titolare degli archivi; regime giuridico dei metadati correlati alle immagini (infofile, metadati e keyword); materiali d’archivio in pubblico dominio alla luce della normativa europea; analisi dei canoni concessori previsti dal Codice Beni culturali; analisi delle licenze CC in relazione a personaggi raffigurati, marchi e prodotti aziendali; disciplina giuridica delle opere d’ingegno e fotografie semplici, prive del carattere creativo; disciplina giuridica relativa all’uso di immagini fotografiche per l’addestramento di Intelligenze Artificiali. Gli assegnisti entreranno in diretto contatto con i partner per: a) verificare la tipologia di materiale detenuto e le sue modalità di gestione e valorizzazione; b) classificare giuridicamente le tipologie di prodotti fotografici e gli archivi; c) ricevere dai partner gli input circa i principali profili giuridici problematici nonché le esigenze di procedimentalizzazione e standardizzazione giuridica delle prassi di gestione e valorizzazione, anche sotto il profilo digitale; d) elaborare uno studio di inquadramento generale del fenomeno nei suoi molteplici profili, in collaborazione tra i tre assegnisti; e) proporre procedimenti e standard utili ai partner in risposta agli input ricevuti; f) disseminare i risultati della ricerca.

Structural Dynamic Analysis and Early Damping Prediction on Gas Turbine Combustion Chambers

L’obiettivo del presente progetto è lo sviluppo di nuove strategie per la stima dello smorzamento modale e dell’attrito nei componenti delle turbomacchine di nuova generazione. Le moderne turbomacchine hanno alte efficienze, elevate temperature ed altissime velocità di rotazione. Di conseguenza, l’accurata stima dello smorzamento modale e dell’attrito nei materiali risulta un aspetto cruciale nel design dei nuovi componenti e per lo sviluppo di nuove procedure di manutenzione. Tale conoscenza è particolarmente rilevante per le superleghe ad alta resistenza di recente concezione e deve essere estesa a un ampio range di temperature.
Per quanto riguarda la metodologia, a livello teorico il progetto si propone di usare strategie di stima non standard basate su algoritmi genetici e su reti neurali, unitamente ad algoritmi derivanti dal mondo dell’ottimizzazione topologica delle strutture. Tali approcci non sono mai stati testati in questo settore e presentano un enorme potenziale per problemi di grandi dimensioni come quelli trattati. A livello sperimentale il progetto vuole sviluppare metodi di identificazione innovativi per determinare le caratteristiche dinamiche dei componenti fin dalle prime fasi del progetto, riducendone quindi i rischi ed i costi di sviluppo. Tali metodi si fondano su algoritmi genetici e su reti neurali e sono in grado di migliorare in modo sostanziale le performance delle attuali tecniche basate su ping-test e su misure in campo. L’efficacia dei nuovi metodi sarà verificata su test-case indicati del partner industriale che comprenderanno camere di combustione e stadi di compressori e turbine.
I risultati del presente progetto avranno un notevole impatto sulla progettazione di componenti operanti ad alta temperatura, quali camere di combustioni e stadi di compressori e turbine. In particolare, la riduzione dei tempi di sviluppo e dei rischi associati, così come il miglioramento atteso nelle capacità di progettazione, consentiranno una rapida introduzione di sistemi di combustione a basso contenuto di CO2 (combustione di green fuels come idrogeno, ammoniaca e metanolo) e a basse emissioni di NOx (Ultra Low NOx combustion systems).
L’impatto della ricerca riguarderà anche le procedure di manutenzione preventiva, che richiedono una dettagliata conoscenza del sistema. I risultati della ricerca avranno un’importante ricaduta su molti ambiti industriali, quali i settori Energetico, Oil&Gas, propulsione aeronautica e automotive.

DAtazione con Radiocarbonio di DIpinti: dal supporto allo strato pittorico

Il progetto si propone di studiare la possibilità di datare dipinti e manufatti artistici nei quali siano usati pigmenti e/o coloranti attraverso la misura della concentrazione di radiocarbonio in frazioni carboniose estratte appunto dai materiali che caratterizzano lo strato pittorico. In generale, tipicamente, se pensiamo alla datazione con14C di un dipinto, si fa riferimento alla possibilità di utilizzare uno o più campioni prelevati dal supporto, sia esso di legno oppure di tela. Per quanto tale materiale dia un’informazione che può essere anche antecedente alla realizzazione stessa del dipinto, la scelta appare generalmente quasi obbligata vista la necessità, propria del metodo di misura, di prelevare un campione dall’opera, cercando ovviamente di minimizzare l’invasività. Il lavoro di ricerca tecnologica fatto negli ultimi anni per ridurre sempre di più la massa del campione da prelevare ha però aperto la possibilità di investigare una nuova strada, cioè quella di poter applicare il metodo di datazione anche a materiali estremamente innovativi come quelli che caratterizzano lo strato pittorico. Scopo del progetto sarà dunque quello di identificare la frazione carboniosa più adatta da estrarre, eliminando ogni possibile fonte di contaminazione che possa alterare la concentrazione di radiocarbonio. Per la misura della concentrazione di radiocarbonio in questi materiali, sarà utilizzata la linea di Spettrometria di Massa con Acceleratore (AMS) del LABEC, mentre la collaborazione con l’Opificio delle Pietre Dure permetterà di studiare la definizione del problema, condividendo anche materiali e opere da studiare.

Leveraging AI for enabling SMART operations in semi-automated LOGistics hubs

I magazzini hanno un ruolo centrale per l’operatività delle Supply Chain (SC) di aziende manifatturiere e provider di servizi logistici in diversi settori. La ricerca di tempi di risposta sempre più brevi, efficienza ed affidabilità delle operazioni, ha di fatto incentivato l’adozione di sistemi di movimentazione, trasporto e stoccaggio ad alta automazione (e.g. AS/RS) e contemporaneamente la ricerca di modelli avanzati di coordinamento delle operazioni logistiche, spesso supportati da sistemi informativi aziendali integrati e pervasivi.
Il progetto AI4SMARTLOG intende sviluppare strumenti decisionali basati su Artificial Intelligence (AI) per migliorare le performance delle operazioni logistiche in magazzini automatici sfruttando la grande mole di dati resa disponibile dai sistemi informatici che supportano la pianificazione ed esecuzione delle attività (Warehouse Management Systems, Enterprise Information Systems, Piattaforme di e-commerce, SCADA). In tale ambito l’AI può abilitare la progettazione di nuovi strumenti di Operational Intelligence e supportare operatori e manager sia nell’identificazione di direzioni di riprogettazione dei processi e dei sistemi esistenti sia nella messa a punto di logiche più efficienti per la gestione dinamica delle operazioni di movimentazione.
Il progetto si propone anche di contribuire alla formazione di nuove figure professionali, in grado confrontarsi efficacemente con i principali problemi dei moderni sistemi logistico distributivi (automatizzati e digitalizzati), sfruttando approcci di analisi e decision-making data-driven basati sull’AI, tipici del paradigma Industria 4.0. Il progetto permetterà quindi di formare un profilo professionale innovativo, ossia un process/data-scientist esperto di logistica, bilanciato sia nella conoscenza di dominio sia nelle competenze di modellazione e analisi dei dati, capace di cogliere le opportunità offerte dal modello Industria 4.0.

Intelligenza Artificiale ed imaging ecografico: una nuova generazione di dispositivi medici

Progettazione e sviluppo di algoritmi di Intelligenza Artificiale per l’elaborazione di immagini ecografiche finalizzati alla realizzazione di sistemi di supporto alla decisione clinica in diversi contesti patofisiologici tra cui quello cardiovascolare, metabolico e polmonare. Gli algoritmi sviluppati potranno essere integrati all’interno di dispositivi ecografici innovativi ed utilizzati da personale con ridotta esperienza ecografica così da poter essere impiegati in un vasto contesto, da quello ospedaliero e ambulatoriale, fino a quello di presenza sul territorio. L’implementazione di questo modello terrà in considerazione, fin dalle prime fasi dello sviluppo, requisiti regolatori e di usabilità in modo da accelerare il processo di introduzione dei sistemi sviluppati nella pratica clinica. In questo modo le potenzialità diagnostiche degli ultrasuoni potranno essere rese disponibili ad una sempre più ampia quota di popolazione anche in contesti complessi come quello della recente pandemia da Coronavirus.

Applicazione dell’Intelligenza Artificiale ai Big Data per la Medicina di Precisione

Negli ultimi anni, l’avanzamento delle tecnologie genomiche insieme a quelle informatiche ha permesso di ottenere risultati inattesi con enorme potenziale per rivoluzionare l’assistenza sanitaria sia per le malattie rare che per quelle complesse. Tali avanzamenti hanno rivoluzionato l’approccio allo studio del genoma e hanno posto le basi per leggere, in modo rapido ed efficace, e comprendere le informazioni contenute nel DNA, portando all’identificazione di oltre 500 geni responsabili di malattia prima sconosciuti. Tuttavia, la generazione di questa enorme mole di Big Data necessita oggi di nuovi approcci di Intelligenza Artificiale in grado di utilizzare, integrare e analizzare l’ampio pool di dati genomici e sanitari al fine di far avanzare la ricerca e la medicina personalizzata. Obiettivo principale del progetto è quindi quello di sviluppare e testare nuovi modelli di apprendimento automatico, che combinino informazioni genetiche e dati clinici, in grado di prevedere le traiettorie cliniche inclusa la presenza/resilienza di alcune malattie rare (ad es. sindrome di Rett e sindrome di Alport) e di malattie complesse come la disabilità intellettiva, il cancro e la variabilità alle infezioni. La piattaforma sviluppata sarà in grado di trasformare i dati omici in punteggi di rischio genetico con un potenziale senza precedenti di predizione, prognosi e trattamenti personalizzati, permettendo quindi di ottenere diagnosi più accurate e strategie terapeutiche più efficaci.

Artificial Intelligence for digital REStoration of Cultural Heritage

L’obiettivo del progetto è costruire un servizio web, basato su una Intelligenza Artificiale (IA) di tipo Rete Neurale Profonda, che consenta a ricercatori e restauratori di utilizzare dati grezzi di analisi scientifiche di imaging applicate a beni culturali, al fine di restaurare digitalmente opere pittoriche danneggiate o nascoste da uno strato pittorico più recente, da inserire nella infrastruttura cloud della rete nazionale interna all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) dedicata all’applicazione di tecnologie fisiche all’ambito dei beni culturali, il Cultural Heritage Network (CHNet). Il progetto prevede la collaborazione tra l’INFN, sezione di Firenze, con il suo nodo CHNet, e la Biblioteca Marucelliana; il partner eventuale che collabora alla realizzazione del progetto è l’Associazione Culturale PRISMA; tutti i soggetti partecipanti entrano in collaborazione apportando le proprie expertise specifiche e fornendo l’accesso alle strumentazioni necessarie, sia per lo sviluppo web, sia per la campagna di misure, e l’accesso a dati grezzi di precedenti campagne di misure svolte in collaborazione tra essi. Lo strumento sviluppato all’interno del progetto verrà poi integrato all’interno del cloud CHNet, che può offrire sia l’infrastruttura digitale dedicata, sviluppata e mantenuta dal Laboratorio Digitale per i Beni Culturali (DHLab), sia l’infrastruttura hardware e le tecnologie server necessarie, grazie anche al supporto di PRISMA. Il Cloud CHNet offre già servizi digitali specializzati nella gestione dei Big Data di analisi scientifiche per i beni culturali nell’ambito dei progetti europei ARIADNEplus e European Science Cloud (EOSC) – Pillar, dedicati alla digitalizzazione dei servizi e allo sviluppo di infrastrutture e servizi cloud per la ricerca nell’ambito dei beni culturali, e svolgerà un ruolo centrale anche nella costituzione del centro di competenza virtuale all’interno del progetto europeo 4CH, coordinato dalla rete CHNet. Al termine del progetto quindi, sarà possibile offrire a tutti i ricercatori e a tutti i restauratori associati un servizio digitale completo che consenta l’esperienza di restauro digitale di opere pittoriche, potendo ricostruire opere antiche sommerse dietro strati pittorici più moderni, dandoci la possibilità di ammirare opere perdute, anche se in una versione digitale, sfruttando al massimo le possibilità offerte dalla sinergia tra Intelligenza Artificiale e tecnologie fisiche di imaging applicate ai beni culturali.

Additive MAnufacturing process simulation and qualification for application of Lattice concepts to structural components Optimization

Il progetto di ricerca mira allo sviluppo di nuove metodologie di progettazione di componenti strutturali realizzati mediante il ricorso a strutture lattice prodotte attraverso la tecnologia Additive Manufacturing (AM) di materiali metallici denominata Selective Laser Melting (SLM).
Partendo dalla specifica tecnica di un componente individuato dal partner industriale e sulla scorta della scelta preliminare della tipologia di struttura lattice adatta a soddisfarne le esigenze funzionali, la ricerca si articolerà in attività progettuali, tecnologiche e di verifica sperimentale.
Le prime saranno volte a definire parametri per il dimensionamento ottimale della struttura lattice, quali dimensioni e orientazione della cella, dimensioni dei particolari costitutivi e modalità di popolamento del componente. A tal fine verranno sviluppati modelli analitici e numerici volti a predirne le proprietà meccaniche.
Le attività di natura tecnologica saranno volte allo sviluppo del processo di produzione di strutture lattice mediante SLM. Verranno, quindi, determinati i parametri di processo ottimali e le migliori strategie di costruzione della parte, indagando gli effetti che essi hanno sulle proprietà metallurgiche e sulle caratteristiche geometriche della singola cella e del componente. Si giungerà, infine, all’identificazione delle correlazioni esistenti tra parametri funzionali della struttura lattice e parametri di processo, in modo da non dover ricorrere a costose procedure tipo trial-and-error qualora si dovranno produrre componenti diversi da quello in oggetto.
Parallelamente a tali attività, verranno progettate ed eseguite specifiche prove volte a indagare le proprietà meccaniche, sia statiche che cicliche, delle strutture lattice prodotte impiegando le geometrie e i parametri di processo sviluppati. I risultati delle prove, interpretati mediante modelli appositamente sviluppati, verranno utilizzati per definire il successivo lotto di stampa.
Questa articolazione, sfruttando la libertà di progettazione e la rapidità di produzione proprie dell’AM, innescherà un ciclo iterativo che porterà ad una progressiva determinazione delle geometrie e dei parametri tecnologici ottimali per soddisfare le necessità funzionali del componente.
Le soluzioni adottate verranno infine validate attraverso la produzione del componente, individuato inizialmente dal partner industriale, e l’esecuzione di test meccanici volti a valutarne l’affidabilità nelle condizioni operative.

Rivestimenti compositi nano-strutturati per il trattamento anti-virale di materiali tessili

La domanda di prodotti tessili trattati per una protezione antibatterica e antivirale sta crescendo e il tema della salute e della protezione da virus e batteri è diventato una priorità anche per le aziende del settore| tessile-moda italiane. Inoltre, tali tessuti così funzionalizzati potrebbero trovare largo impiego anche in ambito ospedaliero, perché la biancheria per i letti di degenza, gli indumenti del personale o altri tessili riutilizzabili, possono facilmente comportarsi come veicolo di trasmissione. L’obiettivo principale del progetto Anti-Viral è quello di sviluppare, in accordo ai parametri dell’INDUSTRIA 4.0, un processo digitalizzato di funzionalizzazione di materiali tessili con un trattamento antivirale e antimicrobico, a base di polimeri e rame o soluzioni antivirali per evitare che i tessuti diventino una superficie idonea alla diffusione di virus e batteri nocivi. Tale trattamento potrebbe essere applicato alla realizzazione di dispositivi medici con proprietà antivirali come le mascherine chirurgiche, utili nel cercare di fermare la trasmissione del Virus. Nello specifico, tale trattamento antivirale dovrà essere prodotto nel rispetto di specifiche norme ISO.

Evoluzione mediante intelligenza artificiale di un ecosistema digitale integrato per la malattia rara Alcaptonuria

Garantire una medicina predittiva e di precisione, a supporto di percorsi di cura integrati e personalizzati è una sfida che richiede strumenti innovativi per condividere le best practice e la conoscenza clinica, in grado di superare in modo definitivo la frammentazione dei dati, il loro disallineamento semantico e poter garantire collaborazione interdisciplinare e multi-professionale. L’assegnista con il suo progetto dovrà affrontare questa sfida mettendo a fattore comune l’investimento di un sistema innovativo, definito portale della conoscenza clinica (PCC), finalizzato a supportare la comunità scientifica nella condivisione della conoscenza e a garantire la collaborazione clinica, con le competenze, l’esperienza e le informazioni che il Dipartimento di Biotecnologie, Chimica e Farmacia dell’università di Siena (UNISI) dispone in qualità di coordinatore e riferimento di un network internazionale che studia l’alcaptonuria (AKU), una malattia metabolica rara. Il progetto mira a evolvere il PCC e dimostrarne funzionalità ed efficacia specializzando e configurandolo per supportare un approccio integrato alla AKU. Il PCC includerà funzionalità per formalizzare concetti e casi d’uso clinici, meccanismi di cross-referencing per supportare interoperabilità semantica fra diversi applicativi, con diversi sistemi di classificazione terminologica e avanzati servizi di data management per modellare e normalizzare la raccolta dati. L’assegnista si avvarrà delle conoscenze di UNISI per integrare anche sistemi di data analysis basati su soluzioni avanzate di big data e Artificial Intelligence (AI) per studi clinici e pre-clinici, già sperimentati in forma prototipale su un database definito ApreciseKUre che integra informazioni eterogenee di pazienti con AKU.

ARcheologie dell’Abbandono sulla Montagna di Mezzo

Scopo del progetto è fornire un set di dati e una metodologia transdisciplinare da applicare alla rigenerazione di quei territori definiti come “montagne di mezzo”, ovvero quelle aree, non propriamente collinari, ma nemmeno di alta quota, che sono spesso considerate marginali, di cui la Toscana è ricca. Il progetto intende perseguire questo scopo attraverso un’analisi archeologica e antropologica delle dinamiche di spopolamento e abbandono mettendo in risalto le continue rinegoziazioni delle relazioni tra comunità umane e ambiente, in un excursus diacronico dalla preistoria all’età contemporanea. Caso di studio sarà l’area montana versiliese, ricca di tracce materiali, utili alla definizione delle dinamiche insediative passate e presenti, la cui mappatura costituisce un punto di partenza imprescindibile per la conoscenza, la tutela e la valorizzazione dei territori di altura. Tale obiettivo sarà raggiunto mediante una serie di attività interrelate e in particolare:
– raccolta dei dati archeologici editi e di archivio, loro sistematizzazione all’interno di una piattaforma online al fine di costituire un database di riferimento a cui i partner di progetto e gli altri soggetti operanti sul territorio, potranno attingere per creare nuove azioni di rigenerazione territoriale;
– mappatura delle tracce materiali di età moderna e contemporanea mediante ricognizioni archeologiche di superficie, che favorirà la comprensione delle dinamiche di popolamento e abbandono, con una nuova ottica di valorizzazione e riorganizzazione delle risorse culturali, quali agenti propulsivi di progetti di rigenerazione territoriale;
– raccolta, descrizione e analisi antropologica di fonti scritte e orali, tangibili e intangibili, al fine di disegnare mappe di comunità per la lettura e la rappresentazione delle dinamiche storiche, sociali e culturali che hanno caratterizzato le relazioni nel tempo con il paesaggio montano trasformandolo in risorsa attraverso la percezione, la memoria e il bagaglio esperienziale di chi vive e frequenta il territorio. Coerentemente con la ricerca antropologica, la cittadinanza parteciperà alla costruzione della piattaforma disegnando traiettorie di identificazione tramite la promozione di pratiche di crowdsourcing.
Il progetto vedrà la messa a sistema delle competenze del team di ricerca e dei partner del consorzio, andando ad arricchire le conoscenze, la formazione e il network relazionale del giovane ricercatore destinatario dell’assegno di ricerca.

Archeometria al Cantiere delle Navi Antiche di Pisa

Il progetto ARCANA è volto allo sviluppo di metodiche chimiche per la conoscenza e la valorizzazione di beni archeologici presenti sul territorio della Toscana. Il progetto si propone di coinvolgere enti di ricerca e luoghi di cultura (Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale-Università di Pisa, cantiere e museo delle Navi Antiche di Pisa-Soprintendenza Archeologia, Belle Arti e Paesaggio di Pisa e Livorno) in un programma innovativo che intende utilizzare i sistemi più avanzati di indagine archeometrica basati su spettrometria di massa per studiare, conoscere e ricostruire attività e tecnologie del passato. In particolare, saranno oggetto di studio i residui organici associati a reperti quali contenitori ceramici rinvenuti nel Cantiere delle Navi Antiche di Pisa. I contenitori in questione erano verosimilmente atti al trasporto di merci di varia natura, come ad esempio olio e vino. Il loro studio permetterà di acquisire importanti informazioni sulla natura e la provenienza dei contenuti, ed eventualmente di ricostruire possibili relazioni di scambio e rotte commerciali. Non ultimo, il riconoscimento delle sostanze organiche risulterà di grande interesse ai fini espositivi e di fruizione del pubblico. In linea con le recenti tendenze della museologia, le conoscenze derivate dallo studio chimico dei manufatti permetteranno di approfondire la storia del reperto e di “animarlo” inserendolo in un contesto tecnologico/artigianale di preparazione dell’oggetto e dei materiali che lo costituiscono. Ciò contribuirà all’implementazione di allestimenti museali in grado di esporre e rappresentare non solo l’oggetto in sé ma anche l’uso a cui era preposto, la tecnica esecutiva, la descrizione dei materiali costitutivi, con la possibilità di mettere in luce i cambiamenti avvenuti nel corso del tempo.
Aspetto fondamentale di questa ricerca è la sinergia tra la chimica e l’archeologia. In quest’ottica il ruolo svolto dall’assegnista di ricerca sarà fondamentale poiché, oltre a portare avanti la ricerca in campo chimico, esso costituirà un ponte tra il mondo universitario e le istituzioni culturali coinvolte. Da un lato, quindi, trasmetterà le proprie conoscenze e metterà a disposizione le proprie competenze tecnico-scientifiche, dall’altro avrà l’opportunità di entrare in contatto con realtà diverse, permettendogli di crescere culturalmente e professionalmente.

AI Read – ambiente digitale di promozione e assistenza alla lettura: accessibilità e riscoperta dei testi del patrimonio letterario e storico-culturale. Con case studies sugli archivi e le biblioteche di Ignazio Silone e Giacomo Matteotti

Nel 21° secolo, le persone hanno accesso ad un ampio bacino di conoscenze. Internet è diventato un mezzo fondamentale per l’apprendimento. Sempre più spesso le persone devono prendere decisioni su argomenti complessi e la lettura di materiale informativo rappresenta uno strumento essenziale per supportare processi razionali di pensiero. L’esito ideale del processo di lettura è la costruzione di una rappresentazione mentale coerente della questione esaminata, che tenga conto delle varie prospettive esposte nei documenti consultati. La ricerca ha fatto passi avanti significativi sul tema della comprensione di testi tratti da fonti digitali diverse, ma le ricerche sono state sviluppate per lo più in ambito scolastico e disciplino-specifico. E’ necessario supportare le competenze in lettura anche a livello trasversale e fornire ai cittadini un supporto alla lettura in presenza di argomenti complessi. Il progetto mira a potenziare le competenze di lettura critica nei cittadini coinvolti in processi decisionali. È importante supportare i cittadini nel valorizzare il ruolo della lettura nei processi decisionali, valutare l’affidabilità di ciò che leggono, e nell’integrare le informazioni che provengono da fonti diverse. A tal fine il progetto di propone di creare e validare dei percorsi di potenziamento delle competenze critiche da offrire attraverso canali extra-scolastici; creare e validare uno spazio virtuale che fornisca un supporto alla lettura critica di materiale informativo. A tal fine si prevede di creare un sito web che includa delle “pillole” (video corti) che mostrino come lettori esperti ragionino quando leggono testi che riportano posizioni contrastanti su di un argomento controverso. Tale sito includerà inoltre una web-app che permetta di strutturare il ragionamento inserendo dei testi. Tale offerta verrà affiancata da training da offrire a operatori ed educatori in contesti “strategici” per la lettura (ad esempio, biblioteche).

Archivi di dati da scanner multisensore per il riconoscimento di anomalie per la conoscenza e conservazione dei beni culturali

Il progetto, realizzato in collaborazione tra Università di Firenze (MICC-DINFO, area tecnologica) e Dr. Wolf, intende studiare, realizzare e verificare soluzioni tecniche innovative nell’ambito dei beni culturali applicando tecnologie di Intelligenza Artificiale e Robotica in ambito di imaging multispettrale per consentire la realizzazione di campagne di acquisizione e analisi automatica per la ricerca di reperti senza la necessità di realizzare scavi. In particolare: – il progetto intende creare il primo dataset multispettro in bande diverse da quelle del visibile (e.g. radar, metal detector, time of flight) per il riconoscimento di anomalie con tecniche di deep learning; la creazione di nuovi dataset è fondamentale nell’ambito del Deep Learning per consentire lo sviluppo e valutazione di nuove tecniche; – il progetto intende creare un archivio aperto per dataset per il riconoscimento di anomalie in diversi tipi di materiali di interesse per i beni culturali, es. per analisi archeologiche, per aggregare i risultati di campagne di acquisizione e valutazione da parte di altri gruppi di ricerca; – sul piano scientifico intende studiare ed implementare la prima applicazione di tecniche di computer vision per anomaly detection basata su deep learning in spettri radar e multisensore. Lo scopo è quello di estendere le tecniche inizialmente nate per l’analisi di immagini nello spettro del visibile a dati ottenuti da sensori basati su tecnologie molto diverse tra loro capaci di ottenere per questo segnali tra loro complementari, come per es. radar olografici e metal detector; – sul piano tecnologico intende implementare un sistema di navigazione robotica per acquisizione automatica e ripetibile da sensori multispettro. Lo scopo è quello di consentire una campagna di acquisizione più facilmente ripetibile e sistematica rispetto a sistemi che richiedono la guida manuale per lo spostamento dei sensori.

Automated eXtreme AutomatIon with eXplainable AI

Industrio 4.0 e Intelligenza Artificiale stanno rivoluzionando i processi aziendali e la gestione dei sistemi produttivi. Connettività pervasiva e digitalizzazione aumentano le interazioni uomo-macchina, i dati a disposizione deglì operatori e i parametri per efficientare i processi. La promessa è di esplorare nuove soluzioni per migliorare il ciclo produttivo e la qualità/quantità dei prodotti lavorati. Tuttavia, la ricerca di una configurazione ottimale diventa complessa e dispendiosa, richiedendo operatori altamente qualificati. Il problema è forte in aziende che operano globalmente e rispondono ad esigenze di paesi diversi tramite ampie gamme di prodotti. Questo è ancora più sentito in settori dinamici come quello del tessuto-nontessuto (TNT), dove il prodotto e i requisiti qualitativi sono spesso innovati richiedendo riconfigurazioni delle produzioni con conseguente degrado prestazionale prima di tornare a regime. Extreme Automation e la controllante A.Celli Group, leader mondiale nel settore di macchine per il cartario e TNT, affrontano questa sfida in prima linea anelando ad approcci model- e data-driven automatizzati capaci di reagire rapidamente a cambi esogeni nel mercato o endogeni (guasto nel sistema). Le aziende raccolgono sempre più dati sulle loro macchine, con nuovi strumenti (sensori, camere, … ) o in nuove fasi (testing, in produzione dai clienti, … ).
Il progetto svilupperà una metodologia basata sull’uso di grandi moli di dati per sistemi software autoadattivi per la parametrizzazione automatizzata di processi industriali altamente configurabili. Il software coadiuverà l’operatore in decisioni critiche, spesso lasciate all’esperienza, per efficientare l’impianto o riconfigurarlo rapidamente dopo guasti o cambi di produzione. Grazie a dati raccolti in tempo reale, il software userà tecniche di statistical learnlng della famiglia dell’intelligenza artificiale spiegabile (explainable Al), capaci di prendere decisioni e di giustificarle.
Il progetto riguarderà tutto il ciclo di sviluppo, dall’analisi dei requisiti. all’adattamento di tecniche di statistical learning al dominio, al monitoring nell’impianto. Garantirà l’usabilità con interfacce per operatori non esperti.
L’assegnista sarà coadiuvato da esperti del dominio, Extreme Automation e A.Celli Group, e da accademici specialisti in
– Modellazione, sviluppo ed analisi di sistemi adattivi altamente configurabili e business processes.
– Analisi di big data con statisticaI learning.

Approcci Data-Driven per Servizi di Trasporto Resilienti E Sostenibili

M.A.I.O.R., da oltre 30 anni punto di riferimento per il software per la pianificazione dei servizi di trasporto collettivi, ha un significativo vantaggio competitivo nell’accesso ai dati relativi al trasporto pubblico dei suoi numerosi clienti nazionali ed internazionali.
Le moderne tecnologie impiegate per monitorare il servizio di trasporto pubblico forniscono una mole di dati immensa, che viene frequentemente utilizzata per estrarre informazioni qualitative e quantitative a scopo di analisi o rendicontazione ma raramente per estrarre informazioni utili a migliorare il servizio offerto. Informazioni su eventi di disruption, ritardi, frequentazioni, possono essere valorizzate per aumentare la qualità del servizio e renderlo più resiliente agli eventi imprevisti e più adeguato alla domanda di mobilità pubblica.
La crescente elettrificazione del parco mezzi aumenterà i problemi relativi all’incertezza sui tempi di percorrenza e gli eventi di disruption, perché i mezzi elettrici hanno vincoli di autonomia molto più stringenti che li rendono meno adatti ad affrontare allungamenti del servizio imprevisti. Lo scopo del progetto è riuscire a valorizzare le diverse tipologie di dati facendone un uso integrato che permetta di valutare la bontà e la robustezza del servizio offerto e di stimare gli effetti sull’utenza di eventuali eventi di disruption.
E’ quindi fondamentale analizzare questi dati per scoprire correlazioni nascoste, al fine di estrarre informazioni utili ad aumentare la conoscenza del soggetto pianificatore. Queste informazioni saranno alla base della realizzazione di indicatori e tools che permettano di valutare la robustezza e la qualità del servizio, che supportino il pianificatore nell’apportare interventi migliorativi al servizio e, infine, che consentano di mettere in relazione i costi di questi interventi con gli effetti sull’utenza in maniera da valutarne la sostenibilità e l’applicabilità.
Il progetto presuppone un approccio multidisciplinare all’utilizzo di questi dati per il quale è cruciale la collaborazione tra le competenze di M.A.I.O.R. relative all’analisi dei sistemi di trasporto pubblico e l’esperienza dei docenti del Dipartimento di Informatica dell’Università di Pisa nei campi dell’intelligenza artificiale, data mining, analisi statistica e ricerca operativa. Gli indicatori e i tools che verranno prodotti in forma prototipale potranno essere ingegnerizzati ed integrati all’interno di suite di pianificazione commerciali per poter essere applicati sul campo così da poterne valutare gli effetti reali su diversi servizi di trasporto.

Produzione AERoponica in serra e indoor di ORTaggi da foglia per la quarta gamma ad alto valore nutraceutico

Il progetto AERORT ha lo scopo di coltivare in aeroponica, in serra o indoor, senza l’uso di fitofarmaci di sintesi, varie tipologie di lattughe ad elevato contenuto nutraceutico (elevato contenuto in composti antiossidanti), biofortificati (con selenio, iodio, zinco e rame), con ridotto contenuto di nitrati, destinati all’industria degli ortaggi di quarta gamma e di prima gamma evoluta. La tecnica aeroponica consentirà anche una notevole riduzione del consumo di acqua ed elementi fertilizzanti, e della produzione di rifiuti (ad es. non ci sono substrati esausti da smaltire).
L’innovazione sarà possibile grazie all’utilizzo combinato di due brevetti detenuti da due aziende con sede centrale o operativa in Toscana:
1) airfloating (brevetto della PMI Innovativa Edo Radici Felici s.r.l.), sistema per la coltivazione in idroponica di specie da foglia ad alta densità; l’azienda ha realizzato un prototipo di circa 300 mq. in un capannone nel comune di Quarrata;
2) Non-Thermal-Plasma (NTP; brevetto della ditta JONIX S.p.A.), sistema per la produzione di plasma freddo per la ionizzazione evoluta (sanificazione) dell’aria (efficace anche contro il SAR-COVID-19) ed eventualmente di acque reflue. Se applicato nelle soluzioni nutritive, le disinfetta e produce lievi stress sugli apparati radicali con l’incremento della clorofilla, carotenoidi e altri composti antiossidanti.
Il progetto svilupperà dei robusti protocolli di coltivazione che, combinando entrambe le tecnologie, permettano, utilizzando la più avanzata tecnologia di illuminazione LED fornita dal partner C-LED assieme alla tecnica della biofortificazione con elementi minerali aggiunti nella soluzione nutritiva, di ottenere ortaggi con un alto valore nutrizionale e nutraceutico, una bassa carica microbica, privi di residui di fitofarmaci, con un’ottima qualità organolettica e durata in post-harvest. La collaborazione con un partner leader nella produzione di ortaggi di quarta gamma (Bertelli S.r.l.) permetterà di avere un riscontro oggettivo della qualità della produzione ottenuta. La ricerca proposta permetterà all’assegnista di ricerca di acquisire competenze davvero uniche nel panorama del mondo del lavoro come la gestione degli impianti di climatizzazione e di coltivazione aeroponica in serra e indoor (come ad esempio le vertical farms), il controllo biologico dei parassiti e dei patogeni della coltura, e nelle analisi chimiche-microbiologiche di laboratorio su soluzioni nutritive e campioni vegetali.

Spettroscopie innovAtive e di microimaGing per la pRoduzIone Sostenibile e di qualità di sPECie orticole

L’agricoltura si trova progressivamente ad affrontare scenari economici, sociali e ambientali in rapida evoluzione che la obbligano a individuare innovazioni tecnologiche per realizzare pratiche sostenibili in termini ecologico-ambientali e di compatibilità economica. Le stesse esigenze si applicano all’orticoltura e al vivaismo ortofrutticolo per cui migliorare le produzioni dal punto di vista non solo quantitativo (come nelle colture estensive) ma anche qualitativo genera un importante valore aggiunto. In questo contesto sviluppare sistemi di agricoltura di precisione basati sul monitoraggio dello stato di salute e di crescita delle piante può riuscire nell’intento di coniugare sostenibilità e innovazione per una gestione avanzata delle coltivazioni.
In questo progetto si intende sviluppare un approccio integrato di tecniche fotoniche in grado di dare in tempo reale, o quasi reale, una risposta sullo stato di salute di specie orticole di principale interesse per il relativo comparto produttivo attraverso informazioni di immediato utilizzo da parte dell’azienda agricola. Le informazioni ricavate saranno di supporto alle decisioni agronomiche e riguarderanno nello specifico la vigoria e le qualità nutraceutiche della pianta attraverso un monitoraggio di principali condizioni di stress.
In primo luogo verranno sviluppate tecniche basate su 1) spettroscopia Raman da utilizzare per il monitoraggio in campo di principali marcatori di stress attraverso sistemi portatili e 2) su surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) per il riconoscimento ultrasensibile di polifenoli associati a condizioni di stress ossidativo. Il grado di innovazione offerto dalla sensoristica ottica sopra proposta sarà ulteriormente supportato dall’implementazione di tecniche già sperimentate sia per il monitoraggio in campo che per l’indagine di laboratorio quali 3) il metodo basato sullo shielding della fluorescenza della clorofilla per la stima in situ dei nitrati e flavonoli fogliari e 4) microimaging Raman confocale per localizzare i composti fenolici antiossidanti all’interno della lamina fogliare.
In conclusione l’approccio proposto intende dare strumenti innovativi basati sulla spettroscopia ottica per un impiego pratico in campo e a livello di laboratorio in ambito agri-food e che possano fornire risposte rapide per la selezione di specie con maggiori qualità nutraceutiche (ridotti nitrati, antiossidanti) e maggiore resistenza agli stress abiotici legati ai cambiamenti climatici.

Sistemi Agricolo-Forestali Avanzati e Sostenibili

Il Dottorato di Ricerca Inter-Ateneo in “Sistemi Agricolo-Forestali Avanzati e Sostenibili” (SAFAS) vuole elevare la qualità del terzo ciclo della formazione universitaria toscana realizzando un percorso formativo multidisciplinare di altissimo livello. Il fine è quello di formare Dottori di Ricerca il cui elevato profilo scientifico e tecnico sia di attrazione per istituzioni accademiche e strutture di ricerca, nazionali ed estere, nonché per imprese pubbliche e private. L’attrattività della figura competenziale formata sarà assicurata dalle sue conoscenze fortemente innovative e di primissimo piano nel campo delle nuove tecnologie, dalle tecnologie digitali, all’IoT (Internet of Things), all’intelligenza artificiale, alla sensoristica, alla robotica, all’impiego di droni, etc. Un insieme di soluzioni innovative con potenzialità eccezionali che, se adeguatamente implementate, potranno consentire all’eccellenza agroalimentare toscana, e più in generale a tutto il sistema agricolo-forestale toscano, quell’upgrade necessario per rimanere competitivi su un mercato ormai globale. Il successo formativo sarà garantito dall’eccellenza e dalla consolidata esperienza del personale preposto alla formazione scientifico-didattica dei Dottorandi, dal Collegio dei Docenti, italiani e stranieri, alle prestigiose istituzioni di ricerca esterne all’ATS che aderiscono a questo progetto di Dottorato, le cui expertise saranno coniugate con quelle del mondo dell’impresa, operando in stretto rapporto con il territorio. Il progetto di Dottorato potenzia dunque le sinergie già esistenti tra gli Atenei di Firenze, Pisa e Siena, realizzando una rete organica che riunisce le eccellenze del sistema universitario toscano, della ricerca e dell’impresa. L’obiettivo finale è favorire l’inserimento competitivo dei Dottori di Ricerca nell’ambito della ricerca e del sistema imprenditoriale, ove potranno apportare quell’innovazione e quella competitività necessarie per rafforzare la sostenibilità economica e ambientale dei sistemi agricoli, forestali, agroalimentari e agroindustriali toscani da cui discendono anche lavoro, ricambio generazionale, presidio del territorio e coesione sociale

Scienze della Terra

Il progetto di alta formazione del dottorato in Scienze della Terra copre l’ampio spettro delle Scienze della Terra. Il progetto si articola organizzandosi in sei linee di ricerca, entro le quali lo studente trova a disposizione i temi più adeguati a definire un percorso formativo personalizzato. Le collaborazioni in corso con enti di ricerca nazionali e internazionali garantiscono allo studente l’accesso a realtà culturali diverse e lo stimolo che da esse inevitabilmente deriva.
La prima linea di ricerca è relativa a temi di “evoluzione tettonico-sedimentaria in aree di convergenza e divergenza continentale”. Questa linea di ricerca è caratterizzata dall’integrazione delle competenze di discipline diverse quali, Geologia generale, Stratigrafia e sedimentologia, Geologia strutturale, Geodinamica, Fisica terrestre e Geofisica. Le ricerche e le attività formative nell’ambito di questa linea di azione sono orientate su: Analisi e tipologia dei bacini sedimentari; Geodinamica delle zone di rift e di catena; Tettonica attiva e sismicità. Le aree geografiche di studio sono comprese nell’Appennino e nelle altre catene Alpino-Himalayane.
La seconda linea di attività riguarda tematiche estremamente attuali e con notevoli ricadute applicative per la “difesa e conservazione del suolo, vulnerabilità ambientale e protezione idrogeologica”. In questa linea si affrontano tematiche drammaticamente attuali per la nostra Regione e per l’intero Paese. I temi di ricerca affrontati si articolano principalmente all’interno delle discipline della Geologia Applicata e della Geomorfologia ma vengono sperimentati nuovi approcci ad elevata valenza interdisciplinare, anche tramite l’utilizzo di tecnologie all’avanguardia e la sperimentazione di nuove metodologie di ricerca. In quest’ambito, gli atenei toscani rappresentano eccellenze nello sviluppo di approcci innovativi alla conoscenza del Dissesto idrogeologico, alla valutazione, gestione e protezione delle Risorse idriche, allo studio della Dinamica fluviale e costiera, al Monitoraggio ambientale, alla stabilità dei versanti, allo sviluppo e all’impiego di tecniche di Telerilevamento e di Sistemi Informativi Territoriali. Rilevante è il tema sui cambiamenti climatici e il loro impatto sul territorio.
La terza linea ha una lunga tradizione di eccellenza. Le scuole paleontologiche toscane vantano infatti una tradizione scientifico-culturale plurisecolare per quanto riguarda le ricerche relative a “fossili marini e continentali: analisi filetiche, biocronologia, paleoecologia, e paleobiogeografia”. Le tematiche di ricerca si articolano ed interessano in modo integrato varie discipline delle Scienze della Terra tra cui: Paleobiologia dei vertebrati continentali e marini del Neogene e Quaternario e la ricostruzione dei loro paleoambienti; Crisi biologiche ed eventi geologici; Biostratigrafia, paleoecologia, paleoclimatologia, paleobiogeografia e paleoceanografia del Mesozoico e del Terziario. Ricostruzioni paleoceanografiche e paleoclimatiche dall’ultima fase del parossismo glaciale ad oggi. Costruzione di modelli deposizionali dalla biocenosi alla tanatocenosi.
La quarta linea riguarda ricerche nell’ambito di “minerogenesi, mineralogia sperimentale e cristallochimica” e si delinea attraverso l’integrazione di competenze che afferiscono alle discipline della Mineralogia, Mineralogia Applicata, Cristallochimica, Analisi Mineralogica, Petrografia, Petrologia, Petrogenesi, Chimica Fisica, Geochimica e Geochimica Isotopica. I temi di ricerca specifici di questa linea sono individuabili nei seguenti punti: Caratterizzazione dei processi endogeni di mobilizzazione, trasporto e deposizione di specie chimiche che danno luogo a depositi minerali di eventuale interesse economico (“giacimenti”), come anche dei processi esogeni grazie ai quali adunamenti di minerali (sia naturali sia artificiali come le discariche minerarie) possono subire modificazioni significative con notevoli implicazioni di tipo scientifico, economico ed ambientale; Simulazione in laboratorio del comportamento fisico chimico di sistemi minerogenetici e petrogenetici naturali allo scopo di ricostruirne i meccanismi di formazione; Studio chimico, petrografico, geochimico e geochimico isotopico di materiali extraterrestri. Studio di sistemi sintetici che possono avere interesse e applicazioni in campo industriale per la preparazione di
(nuovi) materiali con proprietà specifiche; Caratterizzazione strutturale, microstrutturale e cristallochimica dei minerali al fine di evidenziarne le variazioni strutturali in funzione delle variazioni di P-T-X e metterle in relazione alle condizioni genetiche.
Sono qui incluse le ricerche nel settore delle Georisorse e applicazioni mineralogico-petrografiche per l’ambiente ed i beni culturali. In particolare, nella caratterizzazione di materiali antichi di derivazione geologica con lo scopo di ricostruire le tecnologie produttive pre-industriali, valutare le condizioni di conservazione dei manufatti, individuare tipologia e entità di processi di degrado, mettere a punto protocolli analitici idonei per lo studio di materiali così complessi, spesso non campionabili, che includano quindi, oltre alle metodologie di indagine consolidate, anche tecniche analitiche non distruttive e non invasive, talvolta da utilizzare in situ.
In quest’ambito di ricerca si collocano anche gli studi volti alla determinazione della risposta dinamica dei manufatti mediante misure di vibrazioni ambientali. L’uso di queste tecniche non invasive apre nuove prospettive per la messa in opera di strategie di protezione del patrimonio artistico e monumentale dal rischio sismico.
La quinta linea di ricerca è relativa a “processi magmatologici, vulcanologici e geochimici in aree convergenti, divergenti e di intraplacca”. Questa linea riguarda ricerche finalizzate allo studio di tutti quei processi vulcanici, magmatici e geochimici che si sviluppano in ambiti geodinamici differenti. Pertanto, con questo indirizzo s’intende fornire ai dottorandi un quadro completo delle conoscenze e problematiche esistenti e una preparazione che possa permettere loro di contribuire al potenziamento delle ricerche nel campo della vulcanologia, della petrologia ignea e della geotermia, ambiti che storicamente rappresentano delle eccellenze per gli atenei della Toscana. Interesse particolare è rivolto a ricerche con ricadute applicative in campi quali: i) la valutazione e mitigazione del rischio e della pericolosità dei vulcani attivi e ii) l’individuazione, l’utilizzazione e lo sfruttamento di fluidi geotermici.
La sesta linea di ricerca riguarda l’applicazione di metodi geofisici per l’esplorazione del sottosuolo e la caratterizzazione dei processi geodinamici finalizzate alla ricerca di fonti di energia e alla prevenzione da rischi naturali ed ambientali. Nell’ambito della geofisica di esplorazione sono di particolare rilievo le ricerche rivolte allo sviluppo di metodologie innovative nei settori della sismica a riflessione 2D e 3D, anche multicomponente, e delle indagini elettromagnetiche. Riguardo alla prevenzione dei rischi geologici, sono sviluppate ricerche avanzate per la messa a punto e l’applicazione di metodologie di indagine del sottosuolo non invasive per la caratterizzazione dinamica dei terreni e dei manufatti a supporto della progettazione e della pianificazione territoriale in zona sismica. Altri campi di indagine avanzata sono l’applicazione di metodi innovativi per la determinazione della pericolosità sismica e vulcanica e per il monitoraggio delle strutture attive.

Scienze della Terra

Il progetto di alta formazione del dottorato in Scienze della Terra copre l’ampio spettro delle Scienze della Terra. Il progetto si articola organizzandosi in sei linee di ricerca, entro le quali lo studente trova a disposizione i temi più adeguati a definire un percorso formativo personalizzato. Le collaborazioni in corso con enti di ricerca nazionali e internazionali garantiscono allo studente l’accesso a realtà culturali diverse e lo stimolo che da esse inevitabilmente deriva.
La prima linea di ricerca è relativa a temi di “evoluzione tettonico-sedimentaria in aree di convergenza e divergenza continentale”. Questa linea di ricerca è caratterizzata dall’integrazione delle competenze di discipline diverse quali, Geologia generale, Stratigrafia e sedimentologia, Geologia strutturale, Geodinamica, Fisica terrestre e Geofisica. Le ricerche e le attività formative nell’ambito di questa linea di azione sono orientate su: Analisi e tipologia dei bacini sedimentari; Geodinamica delle zone di rift e di catena; Tettonica attiva e sismicità. Le aree geografiche di studio sono comprese nell’Appennino e nelle altre catene Alpino-Himalayane.
La seconda linea di attività riguarda tematiche estremamente attuali e con notevoli ricadute applicative per la “difesa e conservazione del suolo, vulnerabilità ambientale e protezione idrogeologica”. In questa linea si affrontano tematiche drammaticamente attuali per la nostra Regione e per l’intero Paese. I temi di ricerca affrontati si articolano principalmente all’interno delle discipline della Geologia Applicata e della Geomorfologia ma vengono sperimentati nuovi approcci ad elevata valenza interdisciplinare, anche tramite l’utilizzo di tecnologie all’avanguardia e la sperimentazione di nuove metodologie di ricerca. In quest’ambito, gli atenei toscani rappresentano eccellenze nello sviluppo di approcci innovativi alla conoscenza del Dissesto idrogeologico, alla valutazione, gestione e protezione delle Risorse idriche, allo studio della Dinamica fluviale e costiera, al Monitoraggio ambientale, alla stabilità dei versanti, allo sviluppo e all’impiego di tecniche di Telerilevamento e di Sistemi Informativi Territoriali. Rilevante è il tema sui cambiamenti climatici e il loro impatto sul territorio.
La terza linea ha una lunga tradizione di eccellenza. Le scuole paleontologiche toscane vantano infatti una tradizione scientifico-culturale plurisecolare per quanto riguarda le ricerche relative a “fossili marini e continentali: analisi filetiche, biocronologia, paleoecologia, e paleobiogeografia”. Le tematiche di ricerca si articolano ed interessano in modo integrato varie discipline delle Scienze della Terra tra cui: Paleobiologia dei vertebrati continentali e marini del Neogene e Quaternario e la ricostruzione dei loro paleoambienti; Crisi biologiche ed eventi geologici; Biostratigrafia, paleoecologia, paleoclimatologia, paleobiogeografia e paleoceanografia del Mesozoico e del Terziario. Ricostruzioni paleoceanografiche e paleoclimatiche dall’ultima fase del parossismo glaciale ad oggi. Costruzione di modelli deposizionali dalla biocenosi alla tanatocenosi.
La quarta linea riguarda ricerche nell’ambito di “minerogenesi, mineralogia sperimentale e cristallochimica” e si delinea attraverso l’integrazione di competenze che afferiscono alle discipline della Mineralogia, Mineralogia Applicata, Cristallochimica, Analisi Mineralogica, Petrografia, Petrologia, Petrogenesi, Chimica Fisica, Geochimica e Geochimica Isotopica. I temi di ricerca specifici di questa linea sono individuabili nei seguenti punti: Caratterizzazione dei processi endogeni di mobilizzazione, trasporto e deposizione di specie chimiche che danno luogo a depositi minerali di eventuale interesse economico (“giacimenti”), come anche dei processi esogeni grazie ai quali adunamenti di minerali (sia naturali sia artificiali come le discariche minerarie) possono subire modificazioni significative con notevoli implicazioni di tipo scientifico, economico ed ambientale; Simulazione in laboratorio del comportamento fisico chimico di sistemi minerogenetici e petrogenetici naturali allo scopo di ricostruirne i meccanismi di formazione; Studio chimico, petrografico, geochimico e geochimico isotopico di materiali extraterrestri. Studio di sistemi sintetici che possono avere interesse e applicazioni in campo industriale per la preparazione di
(nuovi) materiali con proprietà specifiche; Caratterizzazione strutturale, microstrutturale e cristallochimica dei minerali al fine di evidenziarne le variazioni strutturali in funzione delle variazioni di P-T-X e metterle in relazione alle condizioni genetiche.
Sono qui incluse le ricerche nel settore delle Georisorse e applicazioni mineralogico-petrografiche per l’ambiente ed i beni culturali. In particolare, nella caratterizzazione di materiali antichi di derivazione geologica con lo scopo di ricostruire le tecnologie produttive pre-industriali, valutare le condizioni di conservazione dei manufatti, individuare tipologia e entità di processi di degrado, mettere a punto protocolli analitici idonei per lo studio di materiali così complessi, spesso non campionabili, che includano quindi, oltre alle metodologie di indagine consolidate, anche tecniche analitiche non distruttive e non invasive, talvolta da utilizzare in situ.
In quest’ambito di ricerca si collocano anche gli studi volti alla determinazione della risposta dinamica dei manufatti mediante misure di vibrazioni ambientali. L’uso di queste tecniche non invasive apre nuove prospettive per la messa in opera di strategie di protezione del patrimonio artistico e monumentale dal rischio sismico.
La quinta linea di ricerca è relativa a “processi magmatologici, vulcanologici e geochimici in aree convergenti, divergenti e di intraplacca”. Questa linea riguarda ricerche finalizzate allo studio di tutti quei processi vulcanici, magmatici e geochimici che si sviluppano in ambiti geodinamici differenti. Pertanto, con questo indirizzo s’intende fornire ai dottorandi un quadro completo delle conoscenze e problematiche esistenti e una preparazione che possa permettere loro di contribuire al potenziamento delle ricerche nel campo della vulcanologia, della petrologia ignea e della geotermia, ambiti che storicamente rappresentano delle eccellenze per gli atenei della Toscana. Interesse particolare è rivolto a ricerche con ricadute applicative in campi quali: i) la valutazione e mitigazione del rischio e della pericolosità dei vulcani attivi e ii) l’individuazione, l’utilizzazione e lo sfruttamento di fluidi geotermici.
La sesta linea di ricerca riguarda l’applicazione di metodi geofisici per l’esplorazione del sottosuolo e la caratterizzazione dei processi geodinamici finalizzate alla ricerca di fonti di energia e alla prevenzione da rischi naturali ed ambientali. Nell’ambito della geofisica di esplorazione sono di particolare rilievo le ricerche rivolte allo sviluppo di metodologie innovative nei settori della sismica a riflessione 2D e 3D, anche multicomponente, e delle indagini elettromagnetiche. Riguardo alla prevenzione dei rischi geologici, sono sviluppate ricerche avanzate per la messa a punto e l’applicazione di metodologie di indagine del sottosuolo non invasive per la caratterizzazione dinamica dei terreni e dei manufatti a supporto della progettazione e della pianificazione territoriale in zona sismica. Altri campi di indagine avanzata sono l’applicazione di metodi innovativi per la determinazione della pericolosità sismica e vulcanica e per il monitoraggio delle strutture attive.

Ingegneria Civile e Ambientale

Dottorato di ricerca in ingegneria civile e ambientale con marcata vocazione internazionale fin dalla sua genesi. Il network di università straniere che collaborano a progetti trasversali e innovativi rappresenta il valore aggiunto di un progetto di formazione e crescita personale che investe il candidato a 360°. Un percorso formativo interamente in inglese, la disponibilità di corsi online e competenze trasversali, la stretta relazione con il mondo delle imprese e le eccellenze della ricerca italiana e internazionale, un periodo estero obbligatorio, con rilascio di titolo doppio o congiunto da parte gli atenei partner, rappresentano punti imprescindibili di un programma che mette al centro di tutto il dottorando/a.
Il presente progetto si articola su 4 borse, tutte a tematica vincolata ed internazionali. Le tematiche delle borse rispondono alle priorità di ricerca ed innovazione individuate dalla S3 regionale; in particolare: le tecnologie digitali (intelligenza artificiale e machine learning) per la digitalizzazione dei beni culturali e tutela dai rischi ambientali, le tecnologie per la resilienza ambientale e la riduzione dell’inquinamento dell’aria connesse con la mobilità in città ai fini del raggiungimento della neutralità carbonica ed infine i materiali avanzati compositi ad alta performance e sostenibili per applicazioni in campo stradale per ridurre l’utilizzo di materie prime di origine naturale e fossile e neutralizzare il carbon footprint del settore delle costruzioni stradali per una Toscana circolare.

Ingegneria Civile e Ambientale

Dottorato di ricerca in ingegneria civile e ambientale con marcata vocazione internazionale fin dalla sua genesi. Il network di università straniere che collaborano a progetti trasversali e innovativi rappresenta il valore aggiunto di un progetto di formazione e crescita personale che investe il candidato a 360°. Un percorso formativo interamente in inglese, la disponibilità di corsi online e competenze trasversali, la stretta relazione con il mondo delle imprese e le eccellenze della ricerca italiana e internazionale, un periodo estero obbligatorio, con rilascio di titolo doppio o congiunto da parte gli atenei partner, rappresentano punti imprescindibili di un programma che mette al centro di tutto il dottorando/a.
Il presente progetto si articola su 4 borse, tutte a tematica vincolata ed internazionali. Le tematiche delle borse rispondono alle priorità di ricerca ed innovazione individuate dalla S3 regionale; in particolare: le tecnologie digitali (intelligenza artificiale e machine learning) per la digitalizzazione dei beni culturali e tutela dai rischi ambientali, le tecnologie per la resilienza ambientale e la riduzione dell’inquinamento dell’aria connesse con la mobilità in città ai fini del raggiungimento della neutralità carbonica ed infine i materiali avanzati compositi ad alta performance e sostenibili per applicazioni in campo stradale per ridurre l’utilizzo di materie prime di origine naturale e fossile e neutralizzare il carbon footprint del settore delle costruzioni stradali per una Toscana circolare.

Scienze della Terra

Il progetto di alta formazione del dottorato in Scienze della Terra copre l’ampio spettro delle Scienze della Terra. Il progetto si articola organizzandosi in sei linee di ricerca, entro le quali lo studente trova a disposizione i temi più adeguati a definire un percorso formativo personalizzato. Le collaborazioni in corso con enti di ricerca nazionali e internazionali garantiscono allo studente l’accesso a realtà culturali diverse e lo stimolo che da esse inevitabilmente deriva.
La prima linea di ricerca è relativa a temi di “evoluzione tettonico-sedimentaria in aree di convergenza e divergenza continentale”. Questa linea di ricerca è caratterizzata dall’integrazione delle competenze di discipline diverse quali, Geologia generale, Stratigrafia e sedimentologia, Geologia strutturale, Geodinamica, Fisica terrestre e Geofisica. Le ricerche e le attività formative nell’ambito di questa linea di azione sono orientate su: Analisi e tipologia dei bacini sedimentari; Geodinamica delle zone di rift e di catena; Tettonica attiva e sismicità. Le aree geografiche di studio sono comprese nell’Appennino e nelle altre catene Alpino-Himalayane.
La seconda linea di attività riguarda tematiche estremamente attuali e con notevoli ricadute applicative per la “difesa e conservazione del suolo, vulnerabilità ambientale e protezione idrogeologica”. In questa linea si affrontano tematiche drammaticamente attuali per la nostra Regione e per l’intero Paese. I temi di ricerca affrontati si articolano principalmente all’interno delle discipline della Geologia Applicata e della Geomorfologia ma vengono sperimentati nuovi approcci ad elevata valenza interdisciplinare, anche tramite l’utilizzo di tecnologie all’avanguardia e la sperimentazione di nuove metodologie di ricerca. In quest’ambito, gli atenei toscani rappresentano eccellenze nello sviluppo di approcci innovativi alla conoscenza del Dissesto idrogeologico, alla valutazione, gestione e protezione delle Risorse idriche, allo studio della Dinamica fluviale e costiera, al Monitoraggio ambientale, alla stabilità dei versanti, allo sviluppo e all’impiego di tecniche di Telerilevamento e di Sistemi Informativi Territoriali. Rilevante è il tema sui cambiamenti climatici e il loro impatto sul territorio.
La terza linea ha una lunga tradizione di eccellenza. Le scuole paleontologiche toscane vantano infatti una tradizione scientifico-culturale plurisecolare per quanto riguarda le ricerche relative a “fossili marini e continentali: analisi filetiche, biocronologia, paleoecologia, e paleobiogeografia”. Le tematiche di ricerca si articolano ed interessano in modo integrato varie discipline delle Scienze della Terra tra cui: Paleobiologia dei vertebrati continentali e marini del Neogene e Quaternario e la ricostruzione dei loro paleoambienti; Crisi biologiche ed eventi geologici; Biostratigrafia, paleoecologia, paleoclimatologia, paleobiogeografia e paleoceanografia del Mesozoico e del Terziario. Ricostruzioni paleoceanografiche e paleoclimatiche dall’ultima fase del parossismo glaciale ad oggi. Costruzione di modelli deposizionali dalla biocenosi alla tanatocenosi.
La quarta linea riguarda ricerche nell’ambito di “minerogenesi, mineralogia sperimentale e cristallochimica” e si delinea attraverso l’integrazione di competenze che afferiscono alle discipline della Mineralogia, Mineralogia Applicata, Cristallochimica, Analisi Mineralogica, Petrografia, Petrologia, Petrogenesi, Chimica Fisica, Geochimica e Geochimica Isotopica. I temi di ricerca specifici di questa linea sono individuabili nei seguenti punti: Caratterizzazione dei processi endogeni di mobilizzazione, trasporto e deposizione di specie chimiche che danno luogo a depositi minerali di eventuale interesse economico (“giacimenti”), come anche dei processi esogeni grazie ai quali adunamenti di minerali (sia naturali sia artificiali come le discariche minerarie) possono subire modificazioni significative con notevoli implicazioni di tipo scientifico, economico ed ambientale; Simulazione in laboratorio del comportamento fisico chimico di sistemi minerogenetici e petrogenetici naturali allo scopo di ricostruirne i meccanismi di formazione; Studio chimico, petrografico, geochimico e geochimico isotopico di materiali extraterrestri. Studio di sistemi sintetici che possono avere interesse e applicazioni in campo industriale per la preparazione di
(nuovi) materiali con proprietà specifiche; Caratterizzazione strutturale, microstrutturale e cristallochimica dei minerali al fine di evidenziarne le variazioni strutturali in funzione delle variazioni di P-T-X e metterle in relazione alle condizioni genetiche.
Sono qui incluse le ricerche nel settore delle Georisorse e applicazioni mineralogico-petrografiche per l’ambiente ed i beni culturali. In particolare, nella caratterizzazione di materiali antichi di derivazione geologica con lo scopo di ricostruire le tecnologie produttive pre-industriali, valutare le condizioni di conservazione dei manufatti, individuare tipologia e entità di processi di degrado, mettere a punto protocolli analitici idonei per lo studio di materiali così complessi, spesso non campionabili, che includano quindi, oltre alle metodologie di indagine consolidate, anche tecniche analitiche non distruttive e non invasive, talvolta da utilizzare in situ.
In quest’ambito di ricerca si collocano anche gli studi volti alla determinazione della risposta dinamica dei manufatti mediante misure di vibrazioni ambientali. L’uso di queste tecniche non invasive apre nuove prospettive per la messa in opera di strategie di protezione del patrimonio artistico e monumentale dal rischio sismico.
La quinta linea di ricerca è relativa a “processi magmatologici, vulcanologici e geochimici in aree convergenti, divergenti e di intraplacca”. Questa linea riguarda ricerche finalizzate allo studio di tutti quei processi vulcanici, magmatici e geochimici che si sviluppano in ambiti geodinamici differenti. Pertanto, con questo indirizzo s’intende fornire ai dottorandi un quadro completo delle conoscenze e problematiche esistenti e una preparazione che possa permettere loro di contribuire al potenziamento delle ricerche nel campo della vulcanologia, della petrologia ignea e della geotermia, ambiti che storicamente rappresentano delle eccellenze per gli atenei della Toscana. Interesse particolare è rivolto a ricerche con ricadute applicative in campi quali: i) la valutazione e mitigazione del rischio e della pericolosità dei vulcani attivi e ii) l’individuazione, l’utilizzazione e lo sfruttamento di fluidi geotermici.
La sesta linea di ricerca riguarda l’applicazione di metodi geofisici per l’esplorazione del sottosuolo e la caratterizzazione dei processi geodinamici finalizzate alla ricerca di fonti di energia e alla prevenzione da rischi naturali ed ambientali. Nell’ambito della geofisica di esplorazione sono di particolare rilievo le ricerche rivolte allo sviluppo di metodologie innovative nei settori della sismica a riflessione 2D e 3D, anche multicomponente, e delle indagini elettromagnetiche. Riguardo alla prevenzione dei rischi geologici, sono sviluppate ricerche avanzate per la messa a punto e l’applicazione di metodologie di indagine del sottosuolo non invasive per la caratterizzazione dinamica dei terreni e dei manufatti a supporto della progettazione e della pianificazione territoriale in zona sismica. Altri campi di indagine avanzata sono l’applicazione di metodi innovativi per la determinazione della pericolosità sismica e vulcanica e per il monitoraggio delle strutture attive.

Ingegneria Civile e Ambientale

Dottorato di ricerca in ingegneria civile e ambientale con marcata vocazione internazionale fin dalla sua genesi. Il network di università straniere che collaborano a progetti trasversali e innovativi rappresenta il valore aggiunto di un progetto di formazione e crescita personale che investe il candidato a 360°. Un percorso formativo interamente in inglese, la disponibilità di corsi online e competenze trasversali, la stretta relazione con il mondo delle imprese e le eccellenze della ricerca italiana e internazionale, un periodo estero obbligatorio, con rilascio di titolo doppio o congiunto da parte gli atenei partner, rappresentano punti imprescindibili di un programma che mette al centro di tutto il dottorando/a.
Il presente progetto si articola su 4 borse, tutte a tematica vincolata ed internazionali. Le tematiche delle borse rispondono alle priorità di ricerca ed innovazione individuate dalla S3 regionale; in particolare: le tecnologie digitali (intelligenza artificiale e machine learning) per la digitalizzazione dei beni culturali e tutela dai rischi ambientali, le tecnologie per la resilienza ambientale e la riduzione dell’inquinamento dell’aria connesse con la mobilità in città ai fini del raggiungimento della neutralità carbonica ed infine i materiali avanzati compositi ad alta performance e sostenibili per applicazioni in campo stradale per ridurre l’utilizzo di materie prime di origine naturale e fossile e neutralizzare il carbon footprint del settore delle costruzioni stradali per una Toscana circolare.