Laboratori

Una parte significativa dell'attività di ricerca riguarda la ricerca di base, con l'obiettivo di aumentare la comprensione dei principi fondamentali. Ciò fornisce un solido punto di partenza culturale per lo sviluppo di una serie di attività più orientate all'applicazione. Un ponte naturale in tal senso è fornito dalla presenza, all'interno del Dipartimento, di alcuni Laboratori.
Di seguito un elenco, corredato da una breve descrizione delle attività che si svolgono al loro interno:

  1. Laboratorio di Analisi del Movimento
  2. Laboratorio di Bioingegneria
  3. Laboratory of Diabetes and metabolism InvestigAtion through Biomedical Engineering, TEchnology and Simulation (DIABETES LAB)
  4. Cardiovascular Bioingeneering Lab
  5. Laboratorio di Antenne
  6. Laboratorio di Compatibilità Elettromagnetica
  7. Laboratorio di Microonde
  8. Laboratorio di Microscopia a Scansione di Sonda
  9. Laboratorio di Ottica
  10. Laboratorio di Digital Signal Processing and Computational Intelligence (DSP-CI Lab)
  11. Laboratorio LoLa Studio
  12. Laboratorio di Audio Digital Signal Processing e Camerca Semianecoica "E. Mattei" (Audio DSP Lab)
  13. Laboratorio di Domotica e Robotica Marina (DomoLAB)
  14. Laboratorio di Modellistica, Analisi e Controllo dei Sistemi dinamici (LabMACS)
  15. Laboratorio di Automazione
  16. LISA - Laboratory for Interconnected Systems Supervision and Automation
  17. Laboratory of Artificially Intelligent Robotics (LAIR)
  18. Laboratorio di Sistemi Meccatronici e Robotici
  19. Laboratorio di Sistemi Embedded e Intelligenza Artificiale
  20. Laboratorio Microelettronica
  21. Laboratorio Didattico di Elettronica
  22. Laboratorio CAD di Elettronica
  23. Laboratorio di Caratterizzazione Sistemi Micro- e Nano- elettronici
  24. Laboratorio di Misure Elettriche, Elettroniche e Sensori (ME2S Lab)
  25. LORA - Laboratorio di Applicazioni della Ricerca Operativa
  26. RIOT Lab - sensoR networks and Internet Of Things Laboratory
  27. Laboratorio di Information and Communication Technologies (ICT)
  28. Laboratorio di Cybersecurity
  29. Laboratorio Multimedia Assistive Technology (MATELab)
  30. Artificial Intelligence & Real-Time Laboratory (AIRTLab)
  31. Daisy - Laboratorio di co-working in Data Analytics, Artificial Intelligence and CyberSecurity
  32. Laboratorio Vision, Robotics and Artificial Intelligence (VRAI)
Laboratorio di Analisi del Movimento
 

Il Laboratorio di Analisi del Movimento si occupa prevalentemente di studiare il controllo motorio durante la postura statica e perturbata ed è attivo in progetti riguardanti l'uso delle Unità Inerziali (IMU) per il rilevamento del movimento umano e il dead reckoning. Particolare attenzione è dedicata alla Motion Intent Detection e la stima di grandezze cinematiche mediante elettromiografia di superficie. Si interessa inoltre di cammino, sport e di compiti motori non standardizzati.

  
Laboratorio di Bioingegneria
  Il laboratorio di bioingegneria è dotato di strumentazione per l’acquisizione non invasiva, il salvataggio e l’elaborazione di dati provenienti da differenti sistemi fisiologici (come respiratorio, di regolazione della temperatura e nervoso). In aggiunta, il laboratorio è dotato di applicazioni software per la modellazione, l’elaborazione e la classificazione di biosegnali e bioimmagini, anche attraverso tecniche avanzate di intelligenza artificiale, per applicazioni sportive, medicali, di salute e benessere.

  
Laboratory of Diabetes and metabolism InvestigAtion through Biomedical Engineering, TEchnology and Simulation (DIABETES LAB)
  Il DIABETES LAB è dedicato allo sviluppo di metodologie nell’ambito degli studi su diabete, metabolismo ed endocrinologia. I principali interessi di ricerca sono relativi alle tecnologie per il diabete (analisi di dati da monitoraggio continuo del glucosio e metodologie innovative per la somministrazione di insulina) e la caratterizzazione di processi fisiologici legati allo sviluppo del diabete attraverso modelli di sistema e/o modelli data-driven.

  
Cardiovascular Bioingeneering Lab
  Il Cardiovascular Bioengineering Lab è dotato di strumentazione indossabile e di apparati medicali (Holter per ECG e fascia toracica) per l’acquisizione non invasiva, il salvataggio e la gestione di segnali relativi al sistema cardiovascolare (elettrocardiogramma, pressione sanguigna e frequenza cardiaca). Il laboratorio è dotato di applicazioni software per la modellazione, l’elaborazione e classificazione di segnali e immagini cardiovascolari, anche attraverso tecniche avanzate di intelligenza artificiale, per applicazioni sportive e cliniche negli adulti, giovani e feti.

  
 Laboratorio di Antenne
  Nel laboratorio di antenne si svolgono le attività di misura, analisi e progettazione di antenne che vengono impiegati in ambiti industriali o scientifici. Tutte le strutture progettate e realizzate vengono testate negli spazi dedicati all’interno del laboratorio la cui strumentazione in dotazione opera da centinaia di kHz fino a 67 GHz. Gli strumenti presenti all’interno del laboratorio permettono attività di valutazione dell'impatto ambientale dei campi elettromagnetici, di misura delle caratteristiche dei materiali e di misura delle caratteristiche radiative delle antenne.

  
Laboratorio di Compatibilità Elettromagnetica
  Il laboratorio EMC è dedicato all’analisi delle interferenze elettromagnetiche e al loro impatto sulle apparecchiature elettriche ed elettroniche. Vengono effettuate prove di emissione di disturbi elettromagnetici condotti e irradiati, come pure prove di verifica della immunità di apparecchiature alle minacce elettromagnetiche. Recentemente, il laboratorio è stato esteso alle prove funzionali e di interferenza di stazioni radio base 5G operanti in ambienti ostili, ovvero riverberanti e caratterizzati da un elevato multipath.

  
Laboratorio di Microonde
 

Il laboratorio è equipaggiato con due VNA, a due e quattro porte (Agilent 8361 10 MHz-67 GHz e R&S ZNA43 10 MHz-43.5 GHz), e svariati Kit di calibrazione per misure fino a 67 GHz. Vi sono inoltre tool di analisi e sintesi quali, Comsol, CST , The Mathworks Matlab. Vi si svolgono attività didattiche,  di ricerca e progettazione che riguardano principalmente:

1)    Modellazione di componenti e antenne a microonde e onde millimetriche
2)    Misure multimodali
3)    Progetto di ‘passivi’
4)    Antenne in guida/microstriscia per applicazioni radar
5)    Combinatori per SSA.
6)    Circuiti in microstriscia e SIW
7)    Imaging a microonde e onde millimetriche
8)    Diagnostica e remote sensing a microonde

Gli enti/aziende principali con cui il laboratorio collabora sono: European Space Agency, Rheinmetall Italia, GEM Elettronica, SOMACIS, ST4I

  
Laboratorio di Microscopia a Scansione di Sonda
  In questo laboratorio sviluppiamo nuove tecniche di microscopia al fine di ottenere risoluzione nanometrica e sub-nanometrica, tomografia e misura quantitativa locale di proprietà meccaniche ed elettromagnetiche. Utilizzando sia tecniche standard che innovative (AFM, STM, SMM, PFM, KFM ecc) si misurano, scansionano e caratterizzano materiali, con una attenzione speciale a materiali e campioni orientati a nanotecnologia e biologia.

  
Laboratorio di Ottica
 

Il laboratorio di ottica è finalizzato allo sviluppo di sistemi ottici interferometrici che trovano applicazione nella realizzazione di sensori ad altissima sensibilità, sistemi di imaging basati su interferenza ottica e sistemi per spettroscopia ottica. La maggior parte dei sistemi sviluppati si basa su tecnologia in fibra ottica e dispositivi disponibili sul mercato. Questi dispositivi possono essere potenzialmente integrati con altre tecnologie per funzionare su scala micro e nano.

  
Laboratorio di Digital Signal Processing and Computational Intelligence (DSP-CI Lab)
  Il laboratorio di Digital Signal Processing (DSP) & Computational Intelligence (CI) Lab svolge attività di ricerca nel settore delle tecniche e metodologie di elaborazione dei segnali e di intelligenza computazionale, soprattuto basate su reti neurali e relativi algoritmi di apprendimento. Tali tecniche sono applicate a vari domini ingegneristici, con particolare riferimento all’audio digitale (speech processing, environmental audio analysis, design e ottimizzazione di sistemi audio, machine listening) e ai sistemi elettrici complessi (non-intrusive load monitoring, energy management in scenari smart grid, analisi e ottimizzazione di macchine e reti elettriche). Il laboratorio ospita varia strumentazione elettrica, elettronica ed audio professionale, insieme ad un ampio parco di macchine (tutte equipaggiate con GPU nVidia) per il calcolo intensivo, ed include una postazione didattica per lo studio delle macchine elettriche.

  
Laboratorio LoLa Studio
  Il laboratorio è strutturato come una sala di registrazione divisa in due spazi separati acusticamente: una sala regia e una sala ripresa. La connessione in fibra ottica con il POP del GARR UNIVPM la rende uno spazio adatto a ospitare performance musicali remote a bassa latenza con il sistema LoLa. L'ambiente di ripresa è abbastanza ampio e flessibile per erogare corsi di produzione musicale e di programmazione su sistemi embedded per la realizzazione di algoritmi DSP audio.

  
Laboratorio di Audio Digital Signal Processing e Camerca Semianecoica "E. Mattei" (Audio DSP Lab)
 

Il laboratorio Audio DSP è una struttura di ricerca e didattica operante nell’area del Digital Signal Processing applicato a sistemi Audio Digitali. Questo laboratorio è dotato di una Camera Semianeocoica di grandi dimensioni che permette di effettuare analisi acustiche complesse in un ambiente silenzioso e in condizioni di campo libero al pari di uno spazio aperto infinito. Il laboratorio è inoltre dotato di strumentazione audio professionale come schede audio, microfoni, altoparlanti, premicrofonici, manichini binaurali, fonometri.

  
Laboratorio di Domotica e Robotica Marina (DomoLAB)
 

Il DomoLAB si occupa dello studio di sistemi cyber-physical e della creazione dei loro modelli matematici mediante identificazione parametrica e non paramentrica. Il laboratorio, sede della start-up innovativa ANcybernetics (www.ancyb.it), sviluppa strumenti di apprendimento e diagnostica cibernetica che siano digitali, innovativi ed inclusivi. DomoLAB è equipaggiato di camere di test dispositivi fino a 300m di profondità, stima di consumi elettrici ed idrici, stampanti per prototipizzazione rapida tridimensionale di piccoli dispositivi meccatronici. DomoLAB fa parte della rete di ricerca di ISME (www.isme.unige.it).

  
Laboratorio di Modellistica, Analisi e Controllo dei Sistemi dinamici (LabMACS)
  Il LabMACS si occupa dello studio di sistemi meccatronici e della loro digitalizzazione. Nel laboratorio sono presenti tecnologie e robot legati alle ricerche sui sistemi sottomarini e di robotica educativa. Il laboratorio è molto attivo nelle attività di orientamento grazie ai suoi progetti nazionali ed internazionali dove coinvolge studenti e studentesse di ogni ordine e grado. Ha robot marini e sottomarini, apparati di navigazione tridimensionale di siti archeologici e aree marine protette e robot biomorfi (pesci) e umanoidi (bipedi).

  
Laboratorio di Automazione
  E’ un laboratorio di automazione, robotica e programmazione di sistemi dinamici autonomi e sistemi industriali. Il laboratorio fornisce ausilio completo alla progettazione, realizzazione e ricerca di sistemi dinamici intelligenti. Si sviluppano progetti e programmazione di sistemi automatici, sistemi di controllo embedded e di edge computing, che comprendono macchine per la produzione industriale, sistemi meccatronici, cyber-physical-systems, robot, veicoli mobili e sistemi di manutenzione predittiva, fino a trattare argomenti di intelligenza artificiale, percezione, e navigazione dei sistemi autonomi.

  
LISA - Laboratory for Interconnected Systems Supervision and Automation
 

Il laboratorio LISA studia sistemi complessi interconnessi nel campo dell’ingegneria dell’automazione e dei sistemi di controllo. Il laboratorio è dotato di stazioni che realizzano un sistema di produzione flessibile in scala. Gli studenti e le studentesse potranno implementare logiche di controllo programmando le stesse su PLC. Le problematiche di ricerca si collocano nei contesti della transizione energetica e dell’Industria 4.0: modellazione ed analisi di sistemi ad eventi discreti e algoritmi di controllo, ottimizzazione, fault diagnosis, monitoraggio e manutenzione predittiva per processi industriali/non industriali.                       
  
Laboratory of Artificially Intelligent Robotics (LAIR)
  Il Laboratory of Artificially Intelligent Robotics (LAIR) è un laboratorio interdisciplinare che ospita ricercatrici e ricercatori in diversi campi dell'automazione e della robotica.
Le principali attività di ricerca sono:
- tecniche di rilevamento e isolamento dei guasti basate su modelli applicate a manipolatori robotici, robot mobili, sistemi di automazione industriale e domestica;
- controllo fault-tolerant model-based applicato a manipolatori robotici, robot mobili, sistemi di automazione industriale e domestica;
- diagnosi dei guasti guidata dai dati applicata a macchine rotanti e sistemi industriali;
- controllo cinematico di manipolatori robotici cooperativi soggetti a guasti e/o vincoli articolari;
- sviluppo di robot assistivi;
- sviluppo di soluzioni di automazione domestica e degli edifici con funzioni assistive;
- sistemi cyber-fisici.

  
Laboratorio di Sistemi Meccatronici e Robotici
  Le attività riguardano l'approfondimento di aspetti teorici, lo sviluppo di algoritmi e strumenti di simulazione e la loro applicazione a soluzioni di controllo embedded in tempo reale di processi industriali. Gli interessi di ricerca comprendono l'analisi, la progettazione e lo sviluppo di metodi avanzati per il controllo di sistemi robotici, elettromeccanici, elettrici e droni. Anche la modellazione, la stima e l'identificazione della dinamica di sistemi fisici rientrano tra i temi di ricerca per lo sviluppo di metodi basati sia su modelli che sui dati per la diagnosi dei guasti ed il controllo di sistemi meccatronici.

  
Laboratorio di Sistemi Embedded e Intelligenza Artificiale
  Le principali attività del laboratorio consistono in:
- progettazione di sistemi embedded,
- implementazione di reti neurali, specificatamente progettate per essere integrate in sistemi embedded,
- machine learning su microcontrollori (i.e., intelligenza artificiale on edge, reti neurali a ridotta occupazione di memoria),
- ottimizzazione di algoritmi su microcontrollori, edge computing,
- signal processing (immagini, voce, biosegnali, ..),
- acquisizione ed analisi di biosegnali per il riconoscimento dell’attività umana e di diverse patologie.
Il laboratorio è dotato di diverse schede elettroniche per lo sviluppo, testing e prototipazione, periferiche aggiuntive (accelerometri, giroscopi, sensori PPG, EMG, camere RGB e FLIR), così come alcuni strumenti di misura di uso comune.

  
Laboratorio Microelettronica
 

Il Laboratorio è dedicato a:

  • Progettazione a livello di sistema di circuiti integrati a bassa consumo.
  • Progettazione e simulazione di reti di sensori wireless per IoT a basso consumo e alimentate da tecniche di energy harvesting.
  • Modellazione e Progettazione di “Smart Battery”: Battery Management System, V2G Vehicle to grid Connection, Smart Grid.
  • Progettazione e Applicazioni di Sistemi Elettronici Intelligenti su: Ambient Assisted Living, Reti Wireless a basso costo per il monitoraggio strutturale degli edifici.

  
Laboratorio Didattico di Elettronica
 

Il laboratorio è dotato di strumentazione di base per la didattica, la sperimentazione e la ricerca relative alle discipline di elettronica.

  
Laboratorio CAD di Elettronica
  Nel laboratorio svolgiamo attività di progettazione elettronica, simulazione circuitale e sviluppo di algoritmi di embedded Artificial Intelligence. I principali campi applicativi riguardano l’IoT, il monitoraggio della persona con finalità di sicurezza, lo sviluppo di sensori ed algoritmi per il monitoraggio dei pazienti sia in ambito clinico che domiciliare, il monitoraggio industriale dei processi per la manutenzione preventiva e predittiva, le Smart Cities per la mobilità sostenibile e la gestione parcheggi, il monitoraggio ambientale per la prevenzione e mitigazione delle calamità.

  
Laboratorio di Caratterizzazione Sistemi Micro- e Nano- elettronici
  Le principali attività del laboratorio consistono nella verifica funzionale e caratterizzazione elettrica sia di dispositivi elettronici semplici, come transistor a tecnologia avanzata (e.g. grafene, nanomateriali, ecc.) che sistemi elettronici complessi (sensori, sistemi indossabili, wireless, e a batterie).
A tal fine il laboratorio è dotato di strumentazione di misura dedicata, come un caratteristigrafo, una probe-station, strumenti di precisione (capacimetro, picoamperometro), e dispone di schede di misurazione costruite ad-hoc per la caratterizzazione di dispositivi specifici (sensori in grafene, sistemi a microcontrollore).

  
Laboratorio di Misure Elettriche, Elettroniche e Sensori (ME2S Lab)
  Il Laboratorio di Misure Elettriche, Elettroniche e Sensori (ME 2 S Lab) supporta le attività di didattica e ricerca, con strumenti (multimetri digitali, generatori di forme d’onda, alimentatori) e dispositivi a base FPGA (RedPitaya, Liquid Instruments) per l’apprendimento delle tecniche e delle problematiche di misura di grandezze elettriche ed elettroniche. Inoltre, sono disponibili: schede a microcontrollore e molteplici sensori interfacciabili, per la prototipazione di smart sensor devices; dispositivi wearable di vario tipo, e una scheda di acquisizione di segnali fisiologici ad elevato sample rate (ProComp InfiniTI).

  
LORA - Laboratorio di Applicazioni della Ricerca Operativa
  Ricercattrici e ricercatori, professioniste professionisti, studentesse e studenti del gruppo di ricerca del LORA sono interessati principalmente all'ottimizzazione (discreta), un ambito di ricerca trasversale a cavallo tra ricerca operativa, informatica, matematica applicata e ingegneria. In particolare, i membri del gruppo di ricerca del LORA sono impegnati nello sviluppo di modelli di programmazione matematica e algoritmi di ottimizzazione discreta per la soluzione di problemi decisionali complessi che emergono in diversi domini applicativi (ingegneria del software, sistemi di produzione, supply chain, trasporti e logistica).

  
RIOT Lab - sensoR networks and Internet Of Things Laboratory
 

Struttura di ricerca e didattica utilizzata da studentesse e studenti, dottorande e dottorandi, ricercatrici e ricercatori dell'area delle Telecomunicazioni e di altri settori disciplinari. In esso vengono svolti studi, progettazione e analisi nei seguenti ambiti: protocolli di telecomunicazione, WSN e WBSN, IoT, Internet of Medical Things (IoMT), Ambient Assisted Living, Bluetooth e Beacon, 5G/6G, Localizzazione indoor, Industria 5.0, Smart City e Smart Environment, monitoraggio sismico e strutturale, Sistemi di Early Warning, Augmented Reality, Artificial Intelligence.

  
Laboratorio di Information and Communication Technologies (ICT)
 

Il LabICT è equipaggiato con strumenti dedicati all'analisi e alla generazione di segnali RF nel dominio della frequenza e del tempo, con schede Software Defined Radio, mmWave Radars, microWave links, sensori RGB-D, IoT e molto altro. E’ presente un "laboratorio di networking avanzato" per attività pratiche in materia di reti, sicurezza e wireless. E’ presente la tecnologia per gli ambienti di vita assistiti AAL e per la determinazione delle Azioni della Vita Quotidiana e dei parametri fisiologici della persona. 

  
Laboratorio di Cybersecurity
  Il laboratorio di cybersecurity ospita attività, strumenti e competenze relativi alla sicurezza dei dati, del software, delle reti e delle infrastrutture digitali in generale. Il laboratorio offre strumenti hardware e software per il progetto, la sperimentazione e la validazione di tecniche di cybersecurity sia di tipo difensivo
che offensivo, relativi alle discipline della crittografia, della sicurezza di rete, della sicurezza del software, della valutazione del rischio cyber e dell’hacking etico. Inoltre, il laboratorio ospita attività e strumenti inerenti la ricerca e la sperimentazione di tecnologie di registro distribuito (DLT), blockchain e applicazioni decentralizzate. Il laboratorio di cybersecurity partecipa alle attività del Laboratorio Nazionale di Cybersecurity del CINI.
Laboratorio Multimedia Assistive Technology (MATELab)
  Il laboratorio MATeLab si occupa della ricerca nell'ambito delle tecnologie assistive con particolare attenzione a sistemi multimediali (audio-video) supportate da tecniche di intelligenza artificiale. L’integrazione sinergica della componente immagine (RGB, RGB-D, multi-spettrali, iper-spettrali, NIR) e di quella audio è alla base delle attività del laboratorio anche grazie alla collaborazione con diverse aziende al fine di realizzare progetti di ricerca / trasferimento tecnologico.

  
Artificial Intelligence & Real-Time Laboratory (AIRTLab)
 

Il "Laboratorio di Intelligenza Artificiale e Sistemi in Tempo Reale" (AIRTLab - Artificial Intelligence & Real-Time Laboratory) opera presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università Politecnica delle Marche.
Le sue attività attuali sono orientate alle tecniche di Intelligenza Artificiale, nello specifico, al ragionamento basato sulla logica, ai sistemi autonomi distribuiti e all’uso del Deep Learning per l’elaborazione di segnali, immagini e video. Ma lo scopo precipuo del laboratorio è capire e testare fino a che punto quegli algoritmi possano funzionare entro precisi vincoli temporali, tenuto conto della complessità della schedulazione dei processi nei sistemi multiprogrammati.

  
Daisy - Laboratorio di co-working in Data Analytics, Artificial Intelligence and CyberSecurity
  Il laboratorio offre infrastrutture di calcolo per  attività di ricerca e di sviluppo di prototipi software nei settori Databases and Information Systems, Social Network Analysis, Big Data Analytics, Process Mining, Natural Language Processing, Cybersecurity, e Software Engineering. Le risorse del laboratorio supportano anche lo sviluppo di progetti e tesi per i Corsi di Laurea in Ingegneria Informatica e dell’Automazione.

  
Laboratorio Vision, Robotics and Artificial Intelligence (VRAI)
 

Le ricercatrici ed i ricercatori del laboratorio VRAI sono coinvolti in numerosi progetti nazionali e internazionali in diverse aree applicative (ad esempio robotica, industria 4.0, retail, moda, ambiente, monitoraggio delle acque, agricoltura di precisione, e-health, videogiochi, social network), proponendo soluzioni che coprono le più recenti tecnologie informatiche innovative (ad esempio intelligenza artificiale, computer vision, deep learning, machine learning, predictive analytics, computer graphics, realtà aumentata/virtuale/estesa, cloud computing, internet delle cose e tecnologia mobile).