N.2 GENNAIO/FEBBRAIO 2020 - Unimore
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N.2 GENNAIO/FEBBRAIO 2020
Mappa del numero
In questo numero sono illustrate le attività di ricerca svolte nei Dipartimen- chimico fisiche e le variazioni durante tutte le fasi, utilizzando anche dati
ti di Ingegneria dell’Ateneo: Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari” da rilevamenti ambientali.
a Modena e Dipartimento di Scienze e Metodi dell’Ingegneria a Reggio L’ingegneria studia anche come rendere la vita dell’uomo più facile al di
Emilia. Vederle tutte insieme può suscitare un positivo effetto di sorpresa. fuori della fabbrica. Partendo da dati ambientali, per esempio, fa ricerca per
Alla parola ‘ingegneria’ spesso viene associata la fabbrica, la tecnologia, proporre modelli predittivi per riuscire a intervenire in maniera tempestiva
la produzione, il calcolo, la precisione, ma anche – nel senso comune – rispetto a eventuali disastri: riattivando le linee di comunicazione, gestendo
un tratto di rigidità… È questa una rappresentazione di certo riduttiva. le procedure di supporto e recupero, analizzando tutte le possibili cause.
C’è una parte creativa entusiasmante. Lettori e lettrici rimarranno sor- Le attività di ricerca degli ingegneri e delle ingegnere Unimore contribu-
presi nel vedere come le attività di ingegneri e ingegnere siano molto iscono quindi alle attività umane. Ma esistono intere filiere di ricerca che
variegate, ma tutte centrate sull’essere umano. coinvolgono ricercatori e ricercatrici del DIEF e del DISMI, che vedono
Ci sono attività, forse più tradizionali, che sono dedicate alla facilita- l’essere umano non più come attore al centro di un mondo tecnologico
zione della attività dell’uomo in una linea di produzione: l’ingegneria e produttivo, ma come soggetto da studiare e da supportare con appara-
meccanica e quella gestionale progettano soluzioni per rendere il lavoro ti che ne possano potenziare le attività: dal campo della biomedicina a
più umano e facilmente eseguibile, ma non solo; insieme ad altri ambiti quello della robotica, dalle tecnologie per interfacciare l’essere umano
(elettronico, informatico, dei materiali…) sviluppano nuove tecnologie con le macchine ai sistemi multimediali.
per rendere i prodotti più resistenti e durevoli e a basso costo per permet- In questo contesto si collocano le ricerche sull’intelligenza artificiale e
tere ad un più ampio insieme di esseri umani di potervi accedere. quelle sullo sviluppo di sistemi elettronici neuromorfici che cercano di ri-
L’ingegneria (civile, meccanica, gestionale, ambientale) si occupa anche produrre il comportamento del cervello umano consumando pochissima
di rendere più moderne le fabbriche sotto molti punti di vista. Oltre allo energia. Ancora, la capacità di analizzare ingenti quantità di dati per estrar-
sviluppo di nuove metodologie di produzione, si occupano anche della re informazione e apprendere nuove regole è un tema di ricerca molto at-
gestione del processo di produzione e dell’immagazzinamento mettendo tuale. Il contributo dell’ingegneria alle scienze mediche e alle scienze uma-
insieme le teorie più classiche con quelle più moderne, abilitate anche da ne sta diventando sempre più dirompente e le nuove tecnologie abilitano
nuovi strumenti di calcolo e di progettazione basati su software e siste- un numero altissimo di applicazioni e innovative soluzioni per rispondere
mi elettronici in continua evoluzione: basti pensare ai nuovi veicoli nati ad ogni nuova esigenza che possiamo immaginare: sensori avanzati per
dall’interazione tra meccanica e tecnologie Information Communication misurare parametri fisiologici, circuiti integrati per analizzare la composi-
Technology (ICT) e con l’ambiente circostante. zione di fluidi, componenti con materiali impiantabili. I robot antropomorfi
L’ingegneria civile si occupa anche di progettare e costruire una fabbrica e i chatbot sono ormai una realtà presente nella nostra vita quotidiana,
con strutture che siano resistenti anche alle forze della natura e adatte alle così come le auto a guida autonoma potrebbero diventarlo in un prossimo
macchine da lavoro. L’ingegnere studia come rendere la produzione più futuro nel nostro paese (nel mondo in alcuni stati e regioni circolano già),
sostenibile proponendo nuove soluzioni per sfruttare al meglio i prodotti ponendo anche nuove sfide, da non sottovalutare, sul piano etico.
durante tutto il loro ciclo di vita e curandone anche la rottamazione e I contributi che compongono questo fascicolo mostrano, con efficacia, la grande
il riciclo in modo compatibile con l’ambiente studiandone le proprietà creatività che anima la ricerca in ambito ingegneristico presso il nostro Ateneo.
2
Il futuro è già presente
Il Dipartimento "Enzo Ferrari" tra ricerca internazionale e innovazione per le imprese
di Massimo Borghi - Direttore del Dipartimento d'Ingegneria "Enzo Ferrari"
Ingegneria a Modena nel 2020 compie trent’an- così aumentati il numero e la qualità dei progetti Di fondamentale importanza per il contributo
ni. Il Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari” derivanti da bandi di ricerca competitivi, nazionali alla ricerca applicata sono i Centri Interdipar-
(DIEF), che ha ereditato il nome dalla Facoltà ed internazionali ai quali il Dipartimento partecipa. timentali, ed in particolare quelli incardinati
omonima, fa parte della Scuola di Ingegneria di Nell’ottica del miglioramento del dialogo con sul DIEF, quali AIRI (Artificial Intelligence
Unimore e conta oggi 109 docenti e ricercatori, ed enti, istituzioni e partner industriali, recentemente Research and Innovation Center, naturale evo-
oltre 5.000 studenti. L’offerta formativa si articola il DIEF ha contribuito alla creazione della cosid- luzione con respiro sempre più internazionale
in 7 corsi di laurea, 10 corsi di laurea magistrale, 3 detta Motorvehicle University dell'Emilia-Roma- del Softech), CRIS (Centro di ricerca interdi-
corsi di dottorato di ricerca, tutti centrati su settori gna (MUNER), un'associazione sinergica tra più partimentale sulla Sicurezza e Prevenzione dei
all’avanguardia nel campo dell’ingegneria: dalla Università, la Regione Emilia-Romagna e le case Rischi) e CRICT (Centro Interdipartimentale
meccanica al veicolo, dai materiali all’elettronica, automobilistiche che rappresentano l'eccellenza di Ricerca e per i servizi nel settore delle Co-
dall’informatica alle strutture civili, dalle teleco- del “Made in Italy” automobilistico nel mondo struzioni e del Territorio), oltre a INTERME-
municazioni all’ambiente. e che sono radicate storicamente nel territorio in CH-MORE (Centro Interdipartimentale per la
Riconoscendo il forte legame esistente tra ricerca cui il Dipartimento si trova ad operare. Ricerca Applicata e i Servizi nel Settore della
di elevata qualità e attività formative in grado di Negli ultimi anni l’offerta formativa si è per- Meccanica avanzata e della Motoristica), tutti
generare cultura, sapere ed innovazione a favo- ciò ampliata e modificata, con l’introduzione, collocati all’interno del Campus DIEF.
re dell’essere umano, della vita e dell’ambiente, a fianco dei corsi di studio più tradizionali, di Nel seguito del volume sono riportate, in maniera
il DIEF in questi ultimi anni ha attuato la propria corsi di laurea magistrale internazionali e/o in- sintetica, ma esaustiva, le tematiche di ricerca ca-
politica favorendo interconnessioni tra le aree e raf- terateneo, che rappresentano il potenziamento ratterizzate da maggiore innovatività, insieme alla
forzando la propria presenza nelle reti e nei progetti dell’offerta nel campo dell’Ingegneria del Vei- descrizione delle strutture laboratoriali nelle qua-
di ricerca internazionali ed in quelli della Unione colo, che sempre più contraddistingue il DIEF. li sono sviluppate. Esse fanno capo alle seguenti
europea. È stato così favorito l’arrivo di nuovi do- I corsi di studio vengono così a beneficiare di aree disciplinari: automotive, manufacturing, in-
centi e ricercatori di provato talento per attivare o conoscenze sempre aggiornate che attirano gli gegneria e scienza dei materiali, dispositivi e si-
potenziare settori innovativi, a forte tasso di svilup- studenti, li appassionano e conferiscono loro stemi elettronici e sensoristici, telecomunicazioni
po, con l’intento di aggiornare e rigenerare conti- una formazione robusta e duratura, molto ap- e controllistica, intelligenza artificiale, big data,
nuamente le competenze attraverso la ricerca. Sono prezzata dal mondo del lavoro. cybersecurity e sostenibilità ambientale.
3
Brain-Inspired Computing:
frontiera tra Elettronica e Neuroscienze
Le sinergie tra elettronica e neuroscienze guideranno la rivoluzione dell’Intelligenza Artificiale
Professor Francesco Maria Puglisi, è possibi- tanti e in tempi troppo dilatati. Di recente, stiamo cativi risultati, testimoniati da una nutrita produzio-
le replicare le singolari capacità del cervello cercando, in sinergia con i colleghi neuroscien- ne scientifica, dalla pubblicazione sulla piattaforma
umano e trasferirle ai sistemi elettronici? ziati, di ripensare l’hardware grazie a dispositivi www.nanohub.org del modello di un dispositivo
nano-elettronici innovativi, ispirandoci a neuroni neuro-sinaptico e dal deposito di un brevetto per un
Saremmo ottimisticamente tentati di dire sì, ma
e sinapsi. Su questo tema siamo anche coinvolti circuito innovativo da noi sviluppato. Inoltre, con
la domanda merita più attenzione. Di recente, ri- in un importante progetto di ricerca europeo ini- i colleghi di dipartimento Prof. Pavan e Calderara,
sultati rilevanti in questo settore hanno permes- ziato a gennaio 2020: BEFERROSYNAPTIC. ed al Prof. Mapelli (Dipartimento di Scienze Bio-
so innovazioni straordinarie (come la vettura a
mediche, Metaboliche e Neuroscienze), abbiamo
guida autonoma), grazie alla possibilità, fino a Di cosa si occupa, in particolare, il progetto
pochi anni fa impensabile, di implementare nei BEFERROSYNAPTIC? organizzato la prima edizione del “Brain-Inspired
sistemi elettronici algoritmi capaci di apprende- Computing Workshop” che ha visto la presenza di
È un progetto finanziato dalla Commissione Eu- relatori di altissimo livello, riscuotendo notevole en-
re, in modo simile al cervello. Il risultato è stra-
ropea che si propone di integrare dispositivi na-
ordinario, tanto che termini come “Intelligenza tusiasmo e promuovendo la creazione di un network
no-elettronici emergenti (basati su innovativi
Artificiale” e “Sistemi Autonomi” sono sempre nazionale di esperti. Stiamo ora organizzando la se-
materiali ferroelettrici) in architetture di calcolo
più diffusi anche tra i non addetti ai lavori. Tut- conda edizione, con l’obiettivo di creare un evento
non convenzionali per realizzare un processore
tavia, i progressi nello sviluppo di tali algoritmi di riferimento per la comunità scientifica italiana ed
neuromorfico, in grado di elaborare l’informazio-
si scontrano con un prezzo troppo alto da paga- internazionale impegnata in queste tematiche.
ne alla stregua del cervello umano, consumando
re: l’energia richiesta dai computer per eseguire pochissima energia. Vi partecipano undici tra cen-
complesse elaborazioni in tempi ragionevoli. tri di ricerca, Università ed industrie di massimo
Quindi, cosa manca all’Intelligenza Artificiale per rilievo con sede in Germania (NaMLab, Università
innescare una vera rivoluzione “a tutto tondo”? di Dresda, Centro di Ricerca “Helmholtz”, Univer-
sità di Bielefeld, XFAB), Francia (CEA), Svizzera
Lo sviluppo di algoritmi è fondamentale, ma la (IBM, Università di Zurigo, ETH), Grecia (Centro
vera rivoluzione dell’intelligenza artificiale av- di Ricerca “Demokritos”) ed Italia (Consorzio Na-
verrà quando i computer saranno strutturalmente zionale Interuniversitario per la Nanoelettronica –
più simili al cervello, permettendo agli algoritmi IU.NET – con l’Università di Modena e Reggio
innovativi di poter essere eseguiti in tempi rapi- Emilia e l’Università di Udine).
di e con poca energia. Attualmente, il computer
Quali le competenze messe in campo e le ini-
più potente al mondo si avvicina alle prestazioni
ziative intraprese dall’Università di Modena e
del cervello umano ma richiede, secondo stime
Reggio Emilia in BEFERROSYNAPTIC?
ottimistiche, oltre 50000 volte più energia (ed oc-
cupa la superficie di due campi da basket). Affin- Siamo coinvolti nella caratterizzazione elettrica e
ché l’intelligenza artificiale diventi pervasiva c’è nella modellizzazione di dispositivi nano-elettronici
bisogno di ripensare l’hardware (i computer), non ferroelettrici che costituiranno le “sinapsi elettroni-
solo il software (gli algoritmi). Senza questa in- che”, oltre che nello sviluppo di circuiti neuro-si-
novazione, l’intelligenza artificiale potrà arrivare naptici. Ciò è possibile anche grazie alla dotazione
ai dispositivi periferici solo con la trasmissione di strumentale all’avanguardia del Laboratorio Stru-
enormi quantità di dati, a costi energetici esorbi- mentazione del DIEF. Abbiamo già ottenuto signifi-
4
Strumentazione e Misure
Laboratori in rete per l'industria 4.0 ed il settore biomedicale
“La nostra attività di ricerca – spiega il Prof. Luigi
Rovati – parte da competenze consolidate in ambito
metrologico per sviluppare metodi di misura, senso-
ri e strumentazione innovativa per applicazioni bio-
mediche ed industriali”. In molti ambiti applicativi,
infatti, sensori e tecniche di misura d’avanguardia
rappresentano un fattore di primaria importanza per
l’innovazione tecnologica. Le attività del gruppo di
ricerca si focalizzano prevalentemente sulle misure
in ambito automotive e biomedico sviluppando sen-
sori e strumentazione innovativi e nuove metodiche
di misura con particolare attenzione ai limiti presta-
zionali, alla valutazione dell’incertezza di misura,
alle procedure di taratura sia statica sia dinamica.
La rete di laboratori
Automotive Sensors and Electronics (ASELab- Ricerca e innovazione
Il gruppo si avvale di più laboratori: il Laborato- Dipartimento di Ingegneria “Enzo Ferrari”),
rio di Optoelettronica (OptoLab- Dipartimento specializzato nello sviluppo e caratterizzazione
di Ingegneria “Enzo Ferrari”), specializzato nella “Il nostro gruppo vuole essere attivo anche nell’am-
di sistemi di misura in ambito automotive; il La-
strumentazione optoelettronica; il Laboratorio di bito della ricerca applicata e della terza missione
boratorio di Misure, Sistemi e Sensori (MS2Lab-
- prosegue il Prof. Rovati”. A titolo di esempio,
Tecnopolo “Mario Veronesi” di Mirandola),
abbiamo recentemente sottoposto una domanda di
dedicato allo sviluppo di strumentazione bio-
brevetto per un sensore innovativo per la misura
medicale con particolare riferimento ai sistemi
in-linea del pH ematico durante circolazione ex-
di circolazione extracorporea; il Laboratorio
tracorporea che vede come co-inventori Luca Ac-
di metrologia ottica (BrightLab- Tecnopolo di
corsi, Stefano Cattini, Giorgio Mari, Luigi Rovati
Reggio Emilia), specializzato nella caratterizza-
e Stefano Truzzi. Inoltre, il nostro primo strumento
zione metrologica di sorgenti e rivelatori ottici.
Tutte le informazioni sui laboratori sono dispo- per l’analisi iperspettrale dell’iride, sviluppato in
nibili al sito: www.misure.unimore.it. OptoLab, è attualmente in fase di validazione clini-
Il laboratori sono dotati di molteplici strumenti ca presso la Fondazione Bietti di Roma. “Per tutte
d’avanguardia; tra questi, a titolo di esempio, val queste attività sono fondamentali le collaborazioni
la pena citare il bioplotter, gli analizzatori di spet- a livello nazionale ed internazionale che abbiamo
tro per luce ultravioletta, visibile e infrarossa, la e consolidato in questi decenni e che di recente ci
bondatrice, le sorgenti e strumentazione per mi- hanno portato – conclude il Prof. Rovati – a parte-
sure di grandezze ottiche (LED, Laser, sfera in- cipare ad un progetto con il Policlinico S. Matteo di
tegratrice, spettrogiometro, spettrometro, etc.), la Pavia e con la Fondazione Bietti di Roma, finanzia-
termocamera, lo scanner 3D a luce strutturata, una to da Velux Stiftung, per lo sviluppo di nuovi me-
stampante 3D, un cock-pit strumentato per la veri- todi e strumentazioni per lo screening senza con-
fica funzionale di sensori automotive e un binario tatto del glaucoma ad angolo chiuso, e anche ad un
attrezzato con sistema interferometrico per la ca- progetto di ricerca NANOSENS4LIFE finanziato
ratterizzazione metrologica di sistemi LiDaR. nell’ambito del POR-FESR 2014-2020”.
5
Tutto sotto controllo
(e in ogni condizione)
La teoria dei controlli è l’ambito di ricerca di un
nutrito gruppo di docenti presso il DIEF e Uni-
more. Essa contribuisce da almeno due secoli allo
sviluppo di tecnologie nei più svariati settori. Il
settore automobilistico è sicuramente tra quelli la
cui evoluzione è stata maggiormente influenzata
dai controlli automatici. Infatti, l’introduzione di
attuatori elettromeccanici, ad esempio per lo sterzo
e il cambio automatico, e la disponibilità di video- Scenario di traffico urbano
camere e nuovi sensori RADAR e LIDAR a basso
costo hanno richiesto la presenza di un “collante”: verifica della sicurezza in tutti gli scenari di guida. persone circostanti (pedoni, ciclisti, guidatori...) è
il sistema di controllo. È questo sistema che elabo- una delle sfide più impegnative nella progettazione
Questa verificha è più semplice se si adottano algo-
ra le informazioni provenienti dai sensori e sfrutta di algoritmi di controllo per la guida autonoma. Si
ritmi di controllo che “impongono” la sicurezza, o
gli attuatori per ottenere dal veicolo le prestazioni
che garantiscono altre proprietà del sistema utili a pensi alla difficoltà di predire le intenzioni di un
desiderate. Le decisioni prese dal sistema di con-
semplificare le successive fasi di verifica. È di que- pedone nel traffico urbano, illustrata nell’immagi-
trollo sono di fondamentale importanza e devono
sto che si occupa, tra l’altro, la teoria del controllo. ne, e di usare le previsioni per pianificare il per-
garantire il rispetto di vincoli precisi. Nel caso di corso del veicolo. Previsioni sbagliate potrebbero
un veicolo autonomo, ad esempio, si deve garan- Come spiega il Prof. Paolo Falcone, recentemen- causare incidenti o, più probabilmente, cautele
tire come minimo la sicurezza dei passeggeri e te trasferitosi al DIEF dall’Università svedese di eccessive ed inaccettabili. In mancanza di modelli
delle persone circostanti, dando quindi priorità alle Chalmers, garantire un’interazione sicura con le matematici per predire accuratamente il compor-
Ricostruzione di scenari tramite radar MIMO
D
B
C D
A
B
C
A Y [m]
X [m]
6
A
Elettronica di potenza
Electric Field ¹
ad alta efficienza (MV/cm)
energetica
La necessità di ridurre i consumi di
energia e migliorare l'efficienza dei siste- C
mi elettronici è particolarmente sentita A
quando la potenza in gioco è elevata. Thermal ²
Come superare i limiti delle tradizionali Energy Gap Conductivity
tecnologie in Silicio e consentire nuove (eV) (W/cm.*C)
applicazioni in settori strategici quali l’In-
ternet of Energy, la comunicazione 5G,
la mobilità sostenibile? La soluzione sta
arrivando dallo sviluppo di dispositivi
0
a base di nuovi semiconduttori quali il
carburo di silicio (SiC) e il nitruro di gallio 1
(GaN). I dispositivi in GaN consentono
di trasmettere i segnali 5G con alta effi- 2
cienza energetica, mentre quelli in GaN
e SiC permettono importanti riduzioni 3
delle dimensioni e dei costi dell’elettro-
nica per la conversione dell'energia. Il
Dipartimento di Ingegneria di Unimore è 4
attivo da anni in questo campo, anche
grazie alla disponibilità di un sofisticato 5
sistema di misura load-pull a radiofre-
quenza installato presso il Laboratorio
Electron Velocity Melting Point
Strumentazione del DIEF. Il Prof. Ales-
(x107 cm/s) (x1000 *C)
sandro Chini, che coordina la ricerca,
è coautore di cinque brevetti rilasciati a B C
livello europeo e USA, e al momento ha
attivi ben tre progetti di ricerca con la
Comunità Europea, l’Agenzia Spaziale A. High Voltage Operation Si
Europea e il MIUR, oltre che collabora-
zioni con i gruppi industriali STMicroe- B. High Frequency Switching GaN
lectronics e Leonardo. C. High T0 Applications SiC
tamento dei pedoni nel traffico, si può pensare di ri umani e robot ha già superato lo stadio della operano ad altissima frequenza tramite una molte-
ricorrere all’abbondanza di dati messa a disposi- semplice coesistenza e sta assumendo le forme plicità di antenne per la trasmissione e la ricezione
zione da telecamere o reti cellulari di ultima ge- di una vera e propria collaborazione con condi- dei segnali radio (in breve, radar MIMO)”. Questi
nerazione. Dati contenenti la posizione di pedoni, visione dello spazio e degli oggetti di lavoro. nuovi componenti offrono il grande vantaggio, ri-
ciclisti e guidatori potrebbero essere utilizzati per spetto ad altre tecnologie, di poter operare anche
impararne il comportamento e, successivamente, Un modello statico dell’ambiente circostante non in presenza di polvere, nebbia e pioggia; con i dati
predirne i movimenti in situazioni simili. è però sufficiente per governare l’evoluzione nel che essi forniscono si può dunque generare una
Il problema della predizione nella progetta-
tempo di un veicolo o di un robot. Predizioni accu- rappresentazione affidabile, anche se meno detta-
rate sono possibili soltanto se tutte le caratteristi- gliata, dello scenario circostante. Facile immagi-
zione di sistemi di controllo è comune ad al-
che più rilevanti dello scenario vengono acquisite nare che lo studio di come acquisire segnali e im-
tri ambiti, ad esempio la robotica. Si va infatti
diffondendo la coesistenza tra sistemi robotici dinamicamente da un adeguato insieme di sensori magini con i radar MIMO sia di grande interesse
eterogenei (bracci, piattaforme mobili, etc.) ed affidabili, robusti e capaci di operare in qualunque anche per altri ambienti, ad esempio per quello dei
esseri umani, che supera la rigida divisione tra condizione ambientale. “Un ruolo importante in veicoli agricoli. Non a caso il Prof. Vitetta collabo-
macchine e operatori tradizionalmente presente questo ambito – spiega il Prof. Giorgio Vitetta – è ra oggi su questo tema con la ditta CNH Industrial,
nell’industria. Di più, l’interazione tra operato- svolto dai moderni dispositivi radar integrati che leader mondiale del settore.
7
Estrarre Valore dai Big Data
MOMIS (Mediator
Foresight EnvirOnment for Multiple
Information Sources)
È stato realizzato un sistema, MO-
Expert knowledge MIS (Mediator EnvirOnment for Mul-
and Machine learning tiple Information Sources), che usa
tecniche semantiche, linguistiche e
intelligenza artificiale per supporta-
re l'utente nella realizzazione di una
integrazione di sorgenti di dati ete-
rogenee. Una versione open source
Big Data Integration di MOMIS viene distribuita da Datari-
ver, (www.datariver.it), una PMI inno-
vativa, accreditata come laboratorio
per l'innovazione nella ricerca della
Regione Emilia Romagna, fonda-
ta nel giugno 2009 come Spin-Off
Heterogeneous Data dell'Università di Modena e Reggio
Emilia dall'iniziativa di professori e
ricercatori del DBGroup.
Cosa sono i Big Data e la Data minose e fortemente eterogenee è fondamentale ni e alla promozione della cultura in contesto
Integration: per estrarre valore. Di questo si occupa la Big smart cities e digital humanities.
Data Integration (BDI), l'ambito di ricerca prin-
Tra queste attività spicca il progetto Smart
cipale del gruppo di ricerca database DBGroup
Nell'ultimo decennio abbiamo assistito alla ri- Health Care, in collaborazione con DataRiver
coordinato dalla Prof.ssa Bergamaschi, dove da
voluzione portata dai Big Data: imprese ed or- (www.datariver.it). Nel contesto sanitario, dove
oltre 20 anni sono sviluppate tecnologie per sup-
ganizzazioni producono e memorizzano un’e- i dati provengono da diverse fonti molto etero-
portare l'estrazione e l'integrazione di dati, utili
norme quantità di dati su ogni aspetto delle loro genee, le tecniche di Big Data Integration sono
alla generazione di nuova conoscenza.
attività. Questi dati vengono spesso conservati fondamentali per fornire una visione completa
senza sapere in anticipo come utilizzarli per pro-
La ricerca del DBGroup su Big e sintetica delle informazioni sulla salute di un
durre valore. Si tratta di dati generati in forma- paziente o di una serie di pazienti selezionati. La
ti differenti: dati strutturati relativi alle attività
Data Integration
successiva analisi applicata a tali Big Data sani-
commerciali dell'azienda, spreadsheets e CSV tari integrati consente un monitoraggio diffuso
prodotti da impiegati e analisti, dati semi-strut- L’attività del DBgroup su data integration van- per prevenire eventi clinici e pianificare tratta-
turati generati dai sensori o raccolti dal web, etc. ta di un esperienza pluridecennale sul campo menti di assistenza personalizzati. L'Internet of
Attraverso le tecniche sviluppate nell'ambito ed emerge come uno dei punti di riferimento Medical Things (IoMT) è l'insieme di dispositi-
dell'area di ricerca dei Big Data si intende sfrut- su territorio italiano ed internazionale per qua- vi medici e applicazioni collegati ai sistemi IT
tare pienamente il valore latente di questi dati lità dei prodotti di ricerca realizzati. Le attivi- sanitari, comprese quelle soluzioni che seguono
per permettere un'analisi completa delle attività tà spaziano in numerosi campi dal Healthcare, i pazienti nei loro luoghi di vita, consentendo
delle aziende e delle organizzazioni che li pro- alla gestione dei dati industriali fino all’analisi l'assistenza domiciliare e la telemedicina. DB-
ducono. L'integrazione di più sorgenti dati volu- di dati ambientali per il benessere dei cittadi- Group e DataRiver sono coinvolti in numerosi
8
dei servizi di post-vendita. Si stanno studiando
delle tecniche di data mining e machine lear-
ning per analizzare i dati registrati da sensori
posti in impianti industriali.
Particolare enfasi viene data al progetto TRA-
FAIR (www.trafair.eu) che coinvolge diretta-
mente la municipalità di Modena attiva in spe-
rimentazioni su territorio cittadino. TRAFAIR è
un progetto co-finanziato dall'agenzia Europea
INEA attraverso un bando CEF-Telecom su
Open Data e HPC. Il progetto mira a monitorare
e fare previsioni sulla qualità dell'aria a livello
urbano e a studiare l'impatto del traffico veico-
lare sull'inquinamento utilizzando sensori low-
cost e implementando modelli di simulazione su
6 città Europee. Il progetto è realizzato in colla-
borazione con il team LARMA del Dipartimento
di Ingegneria e con altri 9 partner.
Infine nell’ambito delle digital humanities il
Gruppo di ricerca del progetto TRAFAIR DBGroup studia tecnologie innovative di in-
terazione come i Chatbot Intelligenti, anche
progetti Smart Health Care per la ricerca e lo svolgono attività di ricerca e un motore di ri- noti come personal assistant (PA). Le attività
sviluppo di soluzioni innovative, affrontando i cerca per esplorare, visualizzare e scaricare i sui Chatbot convergono all’interno di un pro-
problemi di BDI nel contesto sanitario e fornen- dati. Ad oggi il dataset contiene dati su 127.692 getto in collaborazione con l'azienda Quix (fi-
do applicazioni all'avanguardia per l'IoMT. organizzazioni, 260.178 progetti e 825.443 nanziatrice di una borsa di dottorato) e con le
Il progetto Re-search Alps (www.researchalps.eu) pubblicazioni. attività di ricerca del centro “Digital Humani-
invece è un progetto finanziato dall'Europea In ambito industriale il progetto regionale SB- ties and Digital Communication”. In particola-
INEA attraverso un bando CEF-Telecom ter- DIOI40, programma POR FESR Emilia-Ro- re, la summer school che si terrà a giugno 2020
minato a Giugno 2019. Il progetto ha realiz- magna 2014-2020, ha come obiettivo quello di a Modena vedrà la realizzazione congiunta di
zato un dataset, pubblicato nell'European Data assistere le aziende nella realizzazione di servi- un chatbot di supporto alle visite museali.
Portal, relativo alle organizzazioni europee che zi a supporto sia dei processi di produzione sia Per maggiori informazioni www.dbgroup.unimore.it
I Chatbot: assistenti
intelligenti
Il chatbot è una tecnologia di uso sem-
pre più comune nell’assistenza ai clien-
ti e ai pazienti. I grandi protagonisti di
Internet, come Amazon, Google, IBM
e Oracle, competono sulle piattaforme
di sviluppo, offrendo anche soluzioni e
dispositivi per l'interazione con i chat-
bot come ad esempio Alexa. La sfida è
infatti quella di passare a chatbot “intel-
ligenti”, dotati di interfacce in linguag-
gio naturale e capaci di apprendere e
Gruppo di ricerca DBGroup migliorare il proprio comportamento.
9
Intelligenza Artificiale, Visuale
e Deep Learning
L’intelligenza Artificiale del machine learning, della computer vision, zioni in temi assai diversi quali la medicina (con-
a Unimore del natural language processing e dei sistemi tribuendo alle costituzione delle librerie europee
multi-agente e di pianificazione. di AI per il medical imaging nel progetto Horizon
DeepHealth), l’analisi del comportamento umano
Nata a metà del XX secolo, l’intelligenza Arti- Sin dal 1998 Unimore ha introdotto insegnamenti
all’interno di Smart Cities (tramite importanti col-
ficiale (AI) è stata protagonista della ricerca nel di AI sulla comprensione di immagini e la pattern
laborazioni nazionali e internazionali tra cui Pana-
mondo dell'informatica concretizzando nell’ul- recognition anche con reti neurali, costituendo il
sonic Beta Labs, Leonardo, NVIDIA, Alan Turing
timo decennio i maggiori risultati nell’ambito gruppo di ricerca AImageLab, che oggi conta più Institute) il riconoscimento di pattern e azioni in
di 30 ricercatori coordinati dai docenti Rita Cuc- contesti industriali, l’automotive con il laboratorio
chiara, Costantino Grana, Roberto Vezzani e Simo- congiunto Red Vision Unimore- Ferrari, la roboti-
ne Calderara. All’interno degli spazi di AImagelab
AI Academy e Artificial ca e i beni culturali (in cooperazione con le Galle-
si svolge attività di ricerca e sperimentazione nel rie Estensi e finanziato dalla Fondazione Cassa di
Intelligence Innovation riconoscimento di immagini e video, nella gene- RIsparmio di Modena), e l’analisi di dati satellitari
Center (AIRI) razione automatica di testo, nella comprensione di (tramite collaborazioni con l’ European Spatial
dati temporali, 3D e dati da sensori in IoT. Agency e Istituti Zooprofilattici nazionali in capo
Con l’obiettivo di lavorare e colla-
borare con le imprese del territorio al ministero della salute).
abbiamo creato l’AI Academy, un
La Ricerca in Intelligenza Arti-
contenitore di molteplici iniziative ficiale e Computer Vision tra- Un laboratorio internaziona-
per l’AI che trovano sede nel centro mite Reti Neurali Profonde le con infrastrutture all’a-
interdipartimentale AIRI (AI Resear-
ch and Innovation Center), e racco- vanguardia
glie non solo i ricercatori del DIEF di Il Laboratorio sta ottenendo risultati scientifici di
AImageLab ma anche di altri dipar- eccellenza sia nella ricerca fondazionale in deep Negli ultimi anni sempre più numerose sono le
timenti dell’ateneo.
learning per la computer vision sia nelle applica- collaborazioni con aziende internazionali: nel
102015 AImagelab è stato selezionato da Facebo- tive nazionali ed internazionali per rafforzare “La ricerca in AI è ancora all'infanzia e AIma-
ok come uno dei 15 lab di eccellenza in AI, col- la propria posizione e le proprie competenze gelab vuole lavorare verso la future AI, centrata
labora con Panasonic e recentemente ha istitu- in ambito AI. Grazie a un finanziamento del- sull’uomo e sulla sua interazione con il mondo
ito il primo laboratorio congiunto con NVIDIA la regione stiamo progettando un ampliamento e con le applicazioni ad esse collegate. Per que-
in Italia (Nvidia AI Technology Center), per lo dell’attuale sede operativa che ci permetterà sto abbiamo e avremo sempre più sinergie con
sviluppo di algoritmi di human analysis e hu- di avere spazi sempre maggiori per laboratori
tutto l’Ateneo, con i colleghi di beni culturali
man-robot interaction. Questo ultimo risultato congiunti con aziende e con laboratori inter-
(tramite il centro DHMoRe), di economia, di
è stato possibile grazie all'azione congiunta con nazionali, di ospitare sempre più studenti e ri-
meccanica e di elettronica, di neuroscienze e
il CINI e del suo laboratorio AIIS (Artificial cercatori e di potenziare la nostra infrastruttura
medicina. L’AI è un tema vasto e i sistemi di
Intelligence and Intelligent Systems). Questo hardware per poter addestrare modelli neurali
accordo darà un supporto della multinazionale sempre più complessi e performanti. apprendimento e ragionamento automatico sa-
nel nuovo curriculum di AI Engineering per la “Abbiamo chiesto al Direttore del Centro di Ri- ranno sempre più pervasivi nelle scienze e nel-
formazione di ingegneri specializzati nei temi cerca prof.ssa Rita Cucchiara qual è la visione le scienze umane.”
più promettenti dell’AI. futura di AImageLab in un campo in continua Per maggiori informazioni
AImagelab investe continuamente in inizia- evoluzione come l’intelligenza artificiale” www.aimagelab.unimore.it
Sistemi Software Distribuiti pervasive (che agiscono come collante
e tessuto connettivo tra le applicazioni
software), i sistemi adattativi e auto-or-
L’Agent and Pervasive Computing Group
ganizzanti, i sistemi basati su IoT (Inter-
è attivo dal 1998 e i suoi partecipanti ap-
net of Things) e Data Mining, i sistemi
partengono ai tre Dipartimenti che costi-
tuiscono la Scuola di Ingegneria. Conta basati su approcci bio-inspired, le Smart
8 strutturati (L. Leonardi, F. Zambonelli, Cities e le Virtual Factories.
G. Cabri e M. Mamei, M. Lippi, N. Bi- Il gruppo di ricerca è ed è stato attivo in
cocchi, S. Mariani e N. Capodieci), dot- numerosi progetti internazionali e vanta
torandi, assegnisti di ricerca e laureandi. collaborazioni con aziende e università
Le attività di ricerca spaziano dall’infor- nazionali ed internazionali, ad esempio
matica più teorica a quella applicata, Telecom Italia-TIM, Florida Institute for
attraverso collaborazioni con aziende e Human & Machine Cognition (USA) e
con gruppi multidisciplinari, e riguardano Università di Groningen (NL).
i sistemi distribuiti e con agenti mobili, Per maggiori informazioni
i middleware per applicazioni mobili e www.agentgroup.unimore.it
11More Electric Aircraft
Un respiro per i cieli d’Europa
L’aumento della popolazione urbana, dell’età la distribuzione degli stress elettrici e lo sviluppo
media e dell’inquinamento ambientale richie- di nuove modalità di realizzazione degli avvolgi-
Le relazioni internazionali: dono un nuovo modello di mobilità. menti dei motori elettrici per aumentare la densità
l’Università è una finestra Il Dipartimento di Ingegneria Enzo Ferrari dedica di potenza e l’affidabilità. AUTO-MEA, in parti-
sul mondo al tema della mobilità sostenibile diverse attivi- colare, si prefigge di mettere a punto un sistema
tà di ricerca: il miglioramento dei materiali e dei innovativo e flessibile per la fabbricazione degli
Il Dipartimento partecipa a un pro- loro processi produttivi; l’impiego di combusti- avvolgimenti di motori elettrici adatti a lavorare
gramma Marie-Curie che coinvolge bili alternativi; lo studio dell’impatto della con- in modo affidabile a velocità elevate per la realiz-
numerose Università europee. Tra nettività sul trasporto collettivo e, ovviamente, zazione di componenti aerospaziali”.
le altre, oltre all'Università di Mode-
l’impiego della trazione elettrica. In questo par-
na e Reggio Emilia, l'Università di
Nottingham, e la Aston University, ticolare settore lo sviluppo di nuovi convertitori
l'Università di Zagabria, l'Università elettronici basati su dispositivi di ultima genera-
di Aalborg e la Sweden Chalmers zione ha migliorato la qualità e l’efficienza della
University. Tra le aziende, Cummins
conversione dell’energia elettrica, permettendo di
(UK), Motor Design (UK) ABB Swe-
den, HPE Coxa, la Liebherr aerospa- raggiungere livelli di affidabilità e densità di po-
ce (D) e la CopperING (D). Anche il tenza impensabili fino a ieri, tanto che, al giorno
MIT (Massachusetts Institute of Te- d’oggi, si parla di elettrico non solo per le auto
chnology) e l’Harbin Institute of Te-
ma anche per gli aerei. Tuttavia, l’evoluzione di Insieme si vola!
chnology, probabilmente le due più
prestigiose realtà internazionali nel questi sistemi è stata così rapida da mettere in
La ricerca, che ha un carattere forte-
campo della ricerca applicata, fanno crisi il componente fin qui considerato più robu-
mente trasversale, coinvolge diversi
parte del gruppo di ricerca. sto: il motore elettrico. “Lo studio dell’impatto di laboratori della Scuola di Ingegneria.
L'attività fin qui svolta ha portato allo queste nuove tecnologie è di grande interesse per Il Laboratorio di Elettronica di Potenza
sviluppo di particolari sistemi di test: e Automazione Industriale – MeltIngLab
camere termiche pressurizzate per la comunità scientifica, che vede la possibilità di
che si occupa della realizzazione di
ricreare le condizioni di temperatura arrivare a valori di densità di potenza tali da poter
convertitori di potenza basati su dispo-
e pressione tipiche delle applicazioni sostituire gli attuatori tradizionali in tantissime sitivi in carburo di silicio o nitruro di gal-
aerospaziali. Sistemi di acquisizione applicazioni. Ad esempio, in campo aerospaziale, lio funzionali alla realizzazione di set-up
di correnti e tensioni di elevato valo- di misura per valutare l’impatto di que-
re e con banda passante fino a un vige da qualche anno una parola d’ordine: MEA
sta tecnologia sui motori elettrici. www.
GHz per analizzare le commutazioni (More Electric Aircraft) e la comunità europea ingmo.unimore.it/site/meltinglab.html
dei moderni dispositivi di potenza e all’interno del programma Horizon 2020 finan- Il Laboratorio AUTOLAB: supporta le
il loro effetto sugli avvolgimenti dei zia una linea di ricerca, denominata Clean Sky, attività di simulazione che ricreano i ci-
motori elettrici. Software di simula- cli di lavoro cui i componenti saranno
con l’intento di portare una ventata di aria nuova
zione elettromagnetica agli elementi sottoposti www.automatica.unimore.it
finiti, sistemi di prototipizzazione cir- nei nostri cieli sostituendo i sistemi oleodinami- Il Laboratorio Millechili: supporta le
cuitale per sistemi di potenza. ci, inquinanti e complessi, con moderni sistemi attività di analisi degli avvolgimenti
Una di queste apparecchiature, in elettrici, più flessibili e compatibili con l’ambien- per quanto riguarda l’aspetto mec-
grado di replicare i profili di mis- canico www.ingmo.unimore.it/site/
te”. Così ci racconta il prof. Davide Barater che
sione tipici degli aerei per quanto lab-millechili.html.
riguarda l'impatto di diverse gran- prosegue: “Su questo tema, di grande attualità e Infine, l’attività di caratterizzazione
dezze fisiche sui motori elettrici, è interesse, i ricercatori del Dipartimento di Inge- dei componenti elettrici ha coinvolto
attualmente in uso presso l'Institute gneria Enzo Ferrari sono particolarmente attivi anche diversi ricercatori del Diparti-
for Aerospace Technology dell'Uni- mento di Scienze e Metodi dell’Inge-
e il Dipartimento coordina due progetti europei
versità di Nottingham. gneria (DISMI).
(RAISE e AUTO-MEA) col compito di studiare
12Formula Student
Correre assieme incontro al futuro
Learnig by Doing è un metodo didattico inno- Fondazioni Bancarie che sponsorizzano econo- L’università di Modena e Reggio Emilia ha
vativo alla base dei progetti Formula e Moto micamente il progetto e che forniscono servizi iscritto a una competizione Formula Student la
Student. Progetti che si svolgono presso il e personale specializzato aiutano a sviluppare e prima monoposto ibrida e il progetto ha vinto il
DIEF col contributo di tutti i Dipartimenti del- consolidare le relazioni col territorio. “Best Powertrain Installation Award” conferito
la Scuola di Ingegneria. I Team, costituiti dagli da Mercedes AMG.
I progetti della Formula Student
studenti, progettano e costruiscono prototipi
Il progetto Driverless punta a sviluppare una vet-
che gareggiano con centinaia di Università pro-
La monoposto con motore a combustione: tura a guida autonoma in grado di percepire l’am-
venienti da tutto il mondo. Formula Student,
“M19-L”, si distingue per due caratteristiche biente circostante. Un sofisticato software di gui-
suddiviso in quattro progetti, è attivo dal 2003
e coinvolge oltre 150 studenti. esclusive: il telaio monoscocca in fibra di car- da pianificherà la traiettoria da seguire per portare
Ci racconta il prof. Rinaldini che il team è or- bonio “mold free” e la disposizione longitudi- a termine la missione nel minor tempo. Con tale
ganizzato in modo aziendale, con una suddivi- nale del motore, come nelle vetture di Formula progetto l’Università di Modena e Reggio Emilia
sione di ruoli in base a competenze e obiettivi. 1. Il propulsore, di derivazione Suzuki, in se- diventa uno dei principali punti di riferimento per
Studenti provenienti da corsi differenti possono guito alla riprogettazione di diverse parti, for- la formazione degli studenti in questo ambito.
così incontrarsi e interagire, sviluppando la ca- nisce eccellenti prestazioni ed è stato insignito
Il progetto MotoStudent nasce nel 2016 con lo
pacità di lavorare in gruppo. Il progetto incre- del premio “Most Innovative Powertrain”. Il
scopo di realizzare una moto da competizione
menta l’attrattività internazionale della Scuola team, che quest’anno si è aggiudicato la vitto-
a trazione elettrica. Il risultato è la RT1-E, una
di Ingegneria in virtù della competizione con le ria finale a Silverstone (UK), è entrato di diritto
moto equilibrata dal punto di vista dinamico e
altre Università, mentre le imprese, gli enti, le nella top 50 del ranking Formula Student mon-
molto leggera (120 kg) grazie al telaio ottimizza-
diale, classifica che comprende oltre 600 team.
to per ospitare batterie, inverter e motore elettri-
Il progetto Hybrid sfrutta le potenzialità della pro- co. Tra le caratteristiche più innovative il pacco
pulsione ibrida, come l’elevata efficienza e la mi- batterie senza saldature, la monoscocca in fibra
nor dipendenza dai combustibili fossili. La base di di carbonio e il controllo vettoriale del motore.
partenza della Power-Unit ibrida è un bicilindrico Nell’ottobre 2018 il Team ha partecipato alla
Ducati in cui un cilindro è “sostituito” da un moto- competizione di Aragon (Spagna) ottenendo un
re elettrico. Il motore elettrico permette di far lavo- dodicesimo posto assoluto e un secondo posto tra
rare il motore a combustione nel punto di massima gli esordienti. Il team si è classificato al quinto
efficienza, recuperare energia in frenata e fornire posto nella classifica “Best Innovation” e al sesto
coppia in più per accelerazioni brucianti. posto nella classifica “Best Industrial Project”.
Collaborare con la città: primo laboratorio nazionale “a cielo aperto” dei cittadini (monitoraggio dello stato di sa-
per la sperimentazione, la ricerca, la verifica, lute, riduzione degli incidenti stradali, sicu-
l'esempio di MASA - Modena la standardizzazione e la certificazione delle rezza dei dati e rispetto della privacy), per il
Automotive Smart Area tecnologie di comunicazione tra veicolo e in- miglioramento della qualità della vita urba-
frastruttura cittadina e di quelle di guida assi- na (più servizi, città più attraente, modelli di
Masa nasce nel 2017 dalla convergenza del- stita e autonoma. Gli obiettivi mirano all’ap- viabilità adattabili alle condizioni del traffico
le strategie del Comune di Modena, dell’Uni- plicazione delle tecnologie digitali ai servizi e dell’infrastruttura stradale), per il risparmio
versità degli Studi di Modena e Reggio Emilia di mobilità in ambito urbano ed extraurbano, energetico e il miglioramento dell’ambiente
e di Maserati S.p.A. Lo scopo è realizzare il per il miglioramento delle condizioni sociali (qualità dell’aria, rumore).
13DIMANT: Progettare materiali
per le tecnologie del futuro
Il gruppo di ricerca DIMANT (Design of Inno- per frigoriferi d’avanguardia a refrigerazione ma- Unimore, accessibile a tutti i docenti e aperto an-
vative MAterials for New Technologies) nasce gnetica, le celle a combustibile e i sistemi di produ- che ai servizi esterni per i privati e le aziende.
nel 2013 con lo scopo di creare una sinergia tra zione di Idrogeno, i processi di valorizzazione dei
L’attività sulla scienza e tecnologia dei materiali
ricerca e didattica, di perseguire l’eccellenza rifiuti industriali per produrre materiali ceramici
polimerici si estende su molti fronti: la caratte-
nella prima e l’efficacia nella seconda, offren- strutturali e funzionali”. Alcune ricerche, ad esem-
rizzazione chimico-fisica e meccanica di mate-
do nel contempo supporto al tessuto produttivo pio sulla preparazione di nuovi composti inorganici
regionale in materia di produzione e trasforma- per celle a combustibile, fotocatalisi e conversione riali termoplastici e termoindurenti, la progetta-
zione dei materiali. Ad oggi il gruppo conta 20 della energia solare, vedono il DIMANT ben inseri- zione e lo sviluppo di innovative formulazioni
docenti e quasi altrettanti tra assegnisti, borsisti to in numerosi progetti europei ed extraeuropei con a base polimerica, la progettazione, sintesi o
e dottorandi. DIMANT raggruppa esperti e com- continui scambi aperti sia a docenti che a studenti. modifica di strutture macromolecolari per appli-
petenze sulla scienza e ingegneria di tanti tipi cazioni speciali. Le più recenti attività di ricerca
Il DIMANT dispone di numerosi laboratori stru-
di materiali differenti: plastici, ceramici, metal- riguardano la valorizzazione di scarti di origine
mentali per misurare le proprietà chimiche, fisi- vegetale da utilizzare come riempitivo di bio-po-
lici e biomateriali. DIMANT si occupa anche di
che e meccaniche dei materiali. Il laboratorio di limeri ottenuti da fonti rinnovabili e lo sviluppo
tecnologie sostenibili per la sintesi e la trasfor-
più recente costituzione è dedicato alle analisi di resine d'avanguardia polimerizzabili alla luce
mazione dei materiali oltre che delle interazioni
termiche (vedi inserto). Tra i principali strumen-
superficiali tra materiali e ambiente circostante, e utilizzabili per la manifattura additiva.
ti disponibili al DIMANT ricordiamo reometri e
inclusi fenomeni tribologici in diversi processi
granulometri per caratterizzare in comportamen- DIMANT comprende anche eccellenze nello svi-
di usura (strisciamento, abrasione, erosione).
to di polveri e sospensioni, tribometri e scratch luppo di materiali ceramici e vetrosi per l’edilizia
“Nell’ultimo quinquennio – spiega il Prof. Pao- tester per misurare la resistenza dei rivestimen- e le costruzioni; si tratta di un’area che vanta col-
lo Veronesi, vicedirettore del DIEF e membro del ti all’usura e all’adesione, strumenti per prove laborazioni con i principali produttori di materiali
gruppo – DIMANT ha contribuito con successo accelerate di corrosione. I ricercatori DIMANT ceramici tradizionali (laterizi, piastrelle, sanitari),
allo sviluppo di vari materiali, processi e prodotti, inoltre si avvalgono delle dotazioni del Centro con i colorifici (pigmenti, smalti, inchiostri), per
tra i quali, ad esempio, le leghe magnetocaloriche Interdipartimentale Grandi Strumenti (CIGS) di applicazioni sia strutturali che di rivestimento.
14Nell’ambito della metallurgia, il gruppo vanta contribuendo anche al coordinamento di attività biovetri, compositi e Functionally Graded Ma-
una pluriennale esperienza nell’ambito dei trat- presso il laboratorio di luce di sincrotrone Elettra a terials. Sono disponibili tutte le apparecchiatu-
tamenti termici, della metallurgia delle polveri e Trieste” prosegue il Prof. Luca Paquali. “Le nostre re per la produzione di questi materiali anche
dello sviluppo di nuove leghe non ferrose. È tra ricerche si estendono al settore della tribologia e dei in forma di rivestimento. Inoltre il laboratorio
i pionieri a livello mondiale nella sinterizzazio- rivestimenti protettivi; in particolare, allo sviluppo è dotato di tutte le strumentazioni per la carat-
ne assistita da microonde di polveri metalliche di rivestimenti metallici e compositi ottenuti con un terizzazione e per i test di bioattività in vitro”.
e nell’applicazione di metallurgia delle polveri impianto pilota di termospruzzatura HVOF e allo
Ultima ma non meno importante tra le attivi-
alla produzione di composti intermetallici e di sviluppo di film sottili ricavati per deposizione fi-
leghe ad alta entropia. Collabora con rilevanti tà di ricerca del DIMANT è quella per la pro-
sica o chimica da fase vapore (PVD, PE-CVD)”.
gruppi industriali europei per lo sviluppo di nuo- duzione di celle a combustibile e di idrogeno
vi processi per l’estrazione di metalli da minera- “Ulteriore punto di forza del gruppo”, illustra coordinata dal Prof. Romagnoli che in collabo-
li o sottoprodotti di lavorazioni industriali. la Prof.ssa Cannillo, “è lo studio dei biomate- razione con altri gruppi di ricerca e avvalen-
riali: a causa dell’invecchiamento della popo- dosi anche di metodi di stampa 3D persegue
Proprio nel settore delle tecnologie sostenibili per lazione a livello mondiale, è di interesse strate- un approccio multidisciplinare a questo tema,
la sintesi chimica e del processing dei materiali gico sviluppare materiali sintetici che possano importante ed emergente. Il gruppo ha parteci-
operano da decenni una parte dei ricercatori DI- sostituire tessuti o organi del corpo umano non pato a numerosi progetti di promozione dello
MANT: “Il nostro obiettivo – ci spiegano le Proff. più in grado di assolvere la propria funzione. sviluppo sostenibile (LIFE+), di studio della
sse Leonelli e Barbieri – è trovare in sinergia con le Il nostro gruppo si occupa della progettazione, produzione massiva di celle a combustibile (ad
aziende delle soluzioni nuove o migliorative a varie realizzazione e caratterizzazione di biomate- esempio Mama-Mea.eu) e di elementi fotocata-
sfide nell’ambito dell’abbattimento di inquinanti da riali innovativi, in particolare di bioceramici, litici per la purificazione di aria ed acqua.
processi, dell’estrazione di sostanze pericolose o
pregiate da rifiuti, dell’inertizzazione e valorizza-
zione di rifiuti mirata alla bioedilizia”. Queste atti-
vità sono valorizzate nella collaborazione con l'L- Nuova strumentazione e le energie che entrano in gioco duran-
te le trasformazioni chimiche avvenute
CA Working Group del DISMI per la simulazione nel laboratorio di analisi durante il processo (ad esempio, varia-
dell’impatto su larga scala dei risultati sperimentali. termiche per materiali zione di entalpia con le tecniche DTA
e DSC, e di calore specifico). Recente-
Un aspetto importante degli studi sui materiali è mente il laboratorio si è arricchito di una
Il laboratorio di analisi termiche pos- strumentazione di ultima generazione
quello dell’analisi delle superfici. “Le superfici siede numerose strumentazioni per (TG-DTA) associata alla spettrosco-
sono sede dell’interazione tra i materiali e l’am- esporre un materiale ai cicli di riscalda- pia FTIR (Fourier-Transform InfraRed)
biente circostante – ci spiega il Prof. Luca Lu- mento o raffreddamento che emulano il che consente di analizzare le emissioni
suo ciclo produttivo e per osservarne il gassose che si hanno durante il ciclo
svarghi – e giocano un ruolo fondamentale per le
comportamento in termini di variazione di riscaldamento di materiali quali ad
reazioni chimiche e la catalisi, per la tribologia, e di parametri chimico-fisici. Ad esempio, esempio inchiostri ceramici, polimeri,
per le funzionalità di molti dispositivi elettroni- è possibile misurare la dilatazione o il ottenendo così preziose informazioni
ritiro dei campioni, la perdita in peso sulla composizione delle emissioni du-
ci”. “Presso il DIEF ci occupiamo di superfici e
(mediante analisi termogravimetrica TG) rante la produzione industriale.
interfacce con strumentazione in ultra-alto-vuoto,
15Ecotech
Tecnologia e modellistica per l’ambiente e il territorio
Sosteniamo l’ambiente
La Sostenibilità Ambientale è tra le
priorità della didattica e della ricer-
ca del DIEF. Nei nostri laboratori si
studiano, ad esempio, processi per
rendere inerti i rifiuti e valorizzare gli
scarti nell’ottica dell’economia cir-
colare e della chimica verde, il tut-
to affiancato a misure sperimentali
di emissioni e rilasci di inquinanti.
Il risultato di queste ricerche, con-
dotte in partnership con istituti na-
zionali ed internazionali nell’ambito
di network e reti di ricerca tra spe- Rappresentazione in falsi colori del degrado materico
cialisti del settore, alimenta i corsi
delle nostre lauree magistrali. Inol-
tre, per una sostenibilità ambientale laboratorio di Scienza e Tecnica delle Costruzioni
di tutto l’Ateneo, Unimore aderisce (www.ingmo.unimore.it/site/lab-costruzioni.html)
alla Rete delle Università per lo Svi- ed il laboratorio di Idrologia (www.idrologia.uni- Shot Earth: un nuovo
luppo Sostenibile (RUS), una rete more.it). ECOTECH raduna 9 tra docenti e ricerca- materiale green
per promuovere la gestione soste- tori, più un meteorologo dedicato all’Osservatorio
nibile delle attività istituzionali degli
Geofisico (vedi inserto), e collabora con vari istituti ECOTECH è impegnato in soluzio-
atenei italiani. Il gruppo di lavoro
Unimore Sostenibile, coordinato dal CNR, con INAR - University of Helsinki, EMPA e ni radicalmente innovative sia per le
delegato Unimore per la RUS, prof. ETH di Zurigo, e con il Laboratorio di Biomedical nuove costruzioni che per quelle esi-
Grazia Ghermandi, promuove le at- Imaging all'Università della Sorbona (France). stenti; soluzioni in grado di coniugare
tività della Rete nel nostro ateneo. la sicurezza strutturale, la resistenza
Tra queste attività rientrano anche Avete dei progetti di ricerca in corso? sismica, buone prestazioni energe-
inserimento ed aggiornamento di tiche e la sostenibilità ambientale. Il
Unimore nel ranking internazionale ECOTECH è coinvolto in progetti di ricerca re- laboratorio di Scienza e Tecnica del-
Green Metric, che ha evidenziato gionali, nazionali ed europei che spaziano dalla le Costruzioni infatti ha ottenuto due
virtuosità ed anche ambiti che ne- finanziamenti MIUR per lo sviluppo
qualità dell’aria, all’utilizzo di dati al suolo e
cessitano di intervento. della cosiddetta “terra proiettata”
telerilevati per supporto alla modellistica am- (shot earth), che consiste nell’appli-
bientale, alle tecnologie di rilievo e monitorag- cazione a spruzzo di una miscela a
Professor Bigi, di cosa si occupa ECOTECH? gio di strutture e infrastrutture nonché dei feno- base di terra in sostituzione del cal-
meni di dissesto idrogeologico, per lo sviluppo cestruzzo tradizionale per il rinforzo
La rete di laboratori di ricerca ECOTECH ha l’o-
di materiali e strutture innovative in edilizia o la realizzazione ex-novo di pareti
biettivo di sviluppare ed applicare soluzioni inge- e lastre, eventualmente portanti. La
ed a scopi biomedicali. ECOTECH è anche
tecnologia shot earth riduce l’utilizzo
gneristiche per il patrimonio costruito, la sosteni- sede del centro interdipartimentale CRICT, che di materie prime ed il consumo di ac-
bilità ambientale, la gestione del territorio e del fornisce servizi alle imprese nel settore delle qua, limita i consumi di energia per il
rischio idraulico, sismico e sanitario-ambientale. Costruzioni e del Territorio e che partecipa a trasporto di materie prime e l’impiego
Ne fanno parte i seguenti laboratori del DIEF: la- numerosi progetti POR-FESR finanziati dalla di inerti riciclati. Questi aspetti rendo-
no shot earth un materiale green per
boratorio LARMA (www.larma.unimore.it), labo- Regione Emilia Romagna. Tra questi merita ci-
le costruzioni sostenibili.
ratorio di Geomatica (www.geomatica.unimore.it), tare IMPRESA, per l'impiego di materiali pla-
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