BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO: TRex-SE: Trustworthy Recommenders x Software Engineers 

CODICE CUP:  D53D23008730006

Budget:  € 87.060,00

P.I. o Responsabile U.R.: Fedelucio Narducci

Altre Unità di Ricerca o eventuali Sub Unità: 
Università degli Studi del SANNIO di BENEVENTO (Unisannio) 
Università degli Studi dell'AQUILA (Univaq) 

Breve descrizione del progetto
Recommender Systems for Software Engineers (RSSEs) support development tasks by suggesting APIs, code snippets, or experts for change management. The availability of data from platforms such as GitHub and Stack Overflow, together with advances in machine learning, has significantly improved their capabilities. However, this abundance of training data also introduces risks. Recommended code may be vulnerable or malicious, especially when popularity-based metrics are manipulated through fake projects or misleading discussions. Moreover, developers need transparency regarding the provenance and trustworthiness of recommendations, as security, privacy, and legal concerns are increasingly relevant—also in light of emerging AI regulations. 
In addition, RSSEs rarely incorporate user feedback effectively. Developers should be able to accept, reject, or modify recommendations, enabling human-in-the-loop scenarios that improve system accuracy and reliability. 

Finalità
The TRex-SE (Trustworthy Recommenders x Software Engineers) project aims to address these challenges by developing methods to enhance the trustworthiness of RSSEs. 

Risultati attesi
Identification of vulnerabilities and bias in RSSE recommendations: 
After assessing the presence of vulnerable (or in any case, risky) recommendations provided by RSSEs, as well as of recommendations affected by bias, this objective aims at developing vulnerability and bias-aware mining tools for RSSEs. 
Design and Evaluation of Trustworthy RSSEs: After analyzing the techniques and methodologies for designing fair, unbiased, and secure RSs, this objective aims at designing and evaluating recommendation approaches for trustworthy RSSEs. Human-in-the-loop in RSSEs: After analyzing existing RSs that provide human-in-the-loop capabilities, this objective aims to develop techniques and tools for managing user feedback in the context of RSSEs.

Risultati raggiunti (questa sezione non sarà compilata per i progetti PRIN 2022 oggetto di scorrimento, in quanto tuttora in corso) 
Identification of vulnerabilities and bias in RSSEs 

• Developing LLM-based mining and detection tools (e.g., multi-agent malware detection, semantic noise filtering) to identify vulnerable, poisoned, or inconsistent data.
• Analyzing bias and reliability issues in LLM outputs and benchmarks (e.g., prompt sensitivity, multilingual bias, data leakage).
• Building taxonomies and empirical studies to understand risks in AI-assisted development and RSSE inputs. 
   

Design and evaluation of trustworthy RSSEs 

• Designing trustworthy recommendation approaches addressing privacy (differential privacy), fairness (bias mitigation), and reproducibility (DataRec).
• Developing LLM-based tools and prototypes (e.g., SATD classification, CI/CD recommendation, test generation).
• Performing extensive empirical validation, highlighting both the effectiveness and limitations of LLM-based RSSEs. 
   

Human-in-the-loop in RSSEs 

• Creating feedback-aware tools that leverage developer input (e.g., SATD detection, improved knowledge retrieval).
• Designing mechanisms to integrate and validate user feedback in RSSE workflows.
• Enhancing transparency and trust, e.g., through AI-generated code detection (GPTSniffer) and improved interaction with LLMs.
   

Tecnologie critiche ed emergenti (STEP) – DM 25/10/2024

Programma Nazionale Ricerca, Innovazione e Competitività 2021-27 (Fondo per la crescita sostenibile)

TITOLO DEL PROGETTO: 

CODICE CUP: B99J25000470005

Budget Politecnico di Bari: € 679.499,52

P.I. o Responsabile U.R. : Prof. Mario Carpentieri

Partner: 

CARPENTERIA SALENTINA S.R.L. 

TECNOLOGIE STRADALI S.R.L. UNIPERSONALE 

SINTESI DEL PROGETTO  

Il progetto Wi-Road intende sviluppare un sistema infrastrutturale innovativo per la ricarica dinamica di veicoli elettrici tramite tecnologia DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer), completamente lato strada. L’obiettivo è progettare, realizzare e validare in ambiente controllato un primo prototipo integrato in grado di trasferire potenza in modalità induttiva a veicoli elettrici in movimento, superando le attuali limitazioni della ricarica statica.

L’iniziativa si articola in una serie coordinata di attività di ricerca industriale e sviluppo sperimentale. I partner collaborano allo sviluppo di un sistema scalabile, modulare e interoperabile, progettato per resistere a condizioni operative severe (traffico pesante, escursioni termiche, agenti atmosferici), massimizzando l’efficienza energetica e garantendo sicurezza, durabilità e compatibilità elettromagnetica.

Il progetto si fonda su tre assi principali:

• l’integrazione fisica delle componenti DWPT nel manto stradale, con attenzione alla resistenza meccanica e all’accessibilità manutentiva;

• la progettazione e realizzazione del modulo trasmittente, che comprende convertitori, bobine, compensazioni risonanti e sistemi di controllo intelligente;

• la modellazione e ottimizzazione elettromagnetica e funzionale, fino allo sviluppo di strategie di attivazione predittiva, in grado di adattare dinamicamente il comportamento del sistema alle condizioni operative reali.

L’obiettivo finale è ottenere un dimostratore tecnologico pre-industrializzabile, che rappresenti una base concreta per future applicazioni su scala urbana ed extraurbana, favorendo la diffusione della mobilità elettrica in ottica di sostenibilità ambientale e autonomia operativa.

OBIETTIVI

L’obiettivo finale del progetto Wi-Road è lo sviluppo e la validazione in ambiente controllato di un’infrastruttura stradale intelligente per la ricarica dinamica di veicoli elettrici mediante tecnologia DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer), interamente localizzata lato infrastruttura. Il sistema sarà in grado di trasferire energia in modalità wireless dal manto stradale a un veicolo elettrico in movimento, abilitando una mobilità elettrica continua, sostenibile e a zero emissioni locali, superando i limiti di autonomia legati alla capacità delle batterie e alla necessità di soste per la ricarica.

Il progetto è finalizzato alla realizzazione di un prototipo funzionante su pista test, composto da due moduli principali:

• un modulo stradale, progettato per integrare fisicamente e funzionalmente i sottosistemi trasmittenti all’interno della pavimentazione, assicurando compatibilità con il traffico veicolare, durabilità e manutenzione semplificata;

• un modulo trasmittente, contenente l’elettronica di potenza, le bobine e i circuiti di compensazione, dotato di logiche di attivazione dinamica e interfacce di comunicazione, che garantisce il trasferimento ottimale di energia verso veicoli in movimento.

In parallelo, il progetto prevede attività di modellazione elettromagnetica, sviluppo di algoritmi predittivi di controllo e validazione sperimentale del sistema, con il coinvolgimento di partner accademici e industriali con competenze complementari.

RISULTATI ATTESI 

Il progetto Wi-Road ha come obiettivo la realizzazione di un prototipo funzionante di sistema stradale per la ricarica dinamica wireless dei veicoli elettrici. I risultati principali riguarderanno la progettazione, l’integrazione e la sperimentazione, in ambiente controllato, di una porzione di infrastruttura stradale che ospita un sistema DWPT (Dynamic Wireless Power Transfer) completamente operativo.

Nello specifico, il progetto prevede:

• la progettazione dettagliata del manto stradale con materiali e configurazioni compatibili con la presenza di dispositivi trasmittenti, senza compromettere le caratteristiche strutturali della pavimentazione;

• lo sviluppo del modulo trasmittente, comprensivo dei componenti elettronici e delle logiche di controllo per il trasferimento induttivo dell’energia;

• la modellazione e simulazione del comportamento elettromagnetico del sistema, in diverse condizioni di traffico e assetto stradale;

• la realizzazione fisica di un tratto prototipale equipaggiato con il sistema DWPT e testato in laboratorio su pista;

• e infine lo sviluppo di algoritmi per l’attivazione dinamica e predittiva dei segmenti trasmittenti, in modo da ottimizzare i consumi energetici e ridurre eventuali interferenze.

L’insieme di questi risultati offrirà una base concreta per la futura implementazione del sistema su scala più ampia, con applicazioni nei contesti urbani, logistici e autostradali.

La tecnologia DWPT rappresenta oggi una frontiera emergente nel campo della mobilità elettrica, ma la sua applicazione reale è ancora limitata a pochi esperimenti pilota. In questo senso, il progetto Wi-Road si distingue per un approccio infrastrutturale integrato, che unisce competenze nella progettazione stradale, nell’elettronica di potenza e nei sistemi di controllo.

Rispetto allo stato dell’arte, l’originalità del progetto non risiede in un singolo componente innovativo, ma nella capacità di mettere insieme più tecnologie in modo coerente, sviluppando un sistema completo, installabile, testabile e potenzialmente replicabile.

Oltre ad affrontare gli aspetti tecnici del trasferimento di potenza, il progetto si propone di risolvere problemi concreti legati alla durabilità della pavimentazione, alla manutenzione, alla sicurezza elettromagnetica e alla compatibilità con i veicoli esistenti. Non si tratta quindi di un miglioramento incrementale di soluzioni già esistenti, ma di un passo avanti verso una nuova tipologia di infrastruttura, pensata per accompagnare la crescita della mobilità elettrica in modo più efficace e sostenibile.

A livello europeo, esperienze simili sono state finora limitate a dimostratori concettuali. Il progetto Wi-Road mira invece a produrre un risultato tangibile, testato e pronto per essere integrato in futuri progetti infrastrutturali reali, anche in collaborazione con enti pubblici o concessionari autostradali.

Grazie a un impianto progettuale solido e a un forte radicamento nelle competenze tecniche dei partner coinvolti, Wi-Road può rappresentare un vero salto tecnologico per il settore delle infrastrutture stradali e per l’intera filiera della ricarica elettrica.

Oltre a migliorare le performance e la flessibilità dei sistemi di ricarica, il progetto contribuirà a stimolare nuove soluzioni nel campo dei materiali per pavimentazioni, dei sensori embedded, dei sistemi di controllo intelligenti e dei modelli di interoperabilità tra veicolo e infrastruttura. In prospettiva, i risultati potranno avere impatti anche sul settore della logistica urbana, sul trasporto pubblico elettrico e sulle politiche di decarbonizzazione nei territori.

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO: Organizational success factors of sustainability-oriented firms: an analysis of Italian firms in different phases of their life cycle 

CODICE CUP D53D23006640006

Budget: € 140.655

P.I.: Prof.ssa Rosa Maria Dangelico (Politecnico di Bari)

Altre Unità di Ricerca: Università degli Studi di Palermo; Università degli Studi di Messina

The project involved three research units (Politecnico di Bari, Università degli Studi di Palermo, and Università degli Studi di Messina) and analysed organizational success factors for sustainability-oriented firms in different phases of their life cycle. Specifically, the aim of the project was to analyze the effects of different intra-organizational factors and inter-organizational factors on firm performance. Different dimensions of performance have been considered, namely economic, environmental, and social. Based on the literature, a theoretical framework linking organizational factors and firm performance was developed. The project studied 406 Italian firms comprising a sample of 203 firms that have obtained the B Corp certification alongside a control sample of 203 firms. These samples include companies in different phases of their life cycle (startup and mature firms). Data has been collected since 2014 from several commercial databases (i.e., Orbis, Orbis IP, and Zephyr) and other sources (i.e., LinkedIn, firms’ websites, and company sustainability reports). Text-mining techniques were performed to retrieve data on sustainable process patterns from 548 company sustainability reports; these were validated against qualitative analysis to provide an assessment of emerging research tools such as Large Language Models (LLMs). To test the developed hypotheses, the project applied panel data regression models. 

Expected results refer to the sustainable business process patterns and capabilities implemented by sustainability-oriented firms and to the effects of intra- and inter-organizational factors on different dimensions of firm performance. 

Achieved results are: the creation of a unique and original database with data on intra-organizational factors (managerial team characteristics and sustainable business process patterns and capabilities) and inter-organizational factors (in terms of strategic collaborations), as well as different dimensions of firm performance (ROI, patents, environmental certifications, social certifications); the implementation rate of different sustainable capabilities and patterns by sustainability-oriented firms and a comparison of the implementation rate of capabilities implemented by startup and mature firms; the effects of the managerial team characteristics and strategic collaborations on firm performance and the moderating role of sustainability orientation; the effects of the managerial team characteristics and strategic collaborations and the moderating role of firm age; the effects of the managerial team characteristics, strategic collaborations, and sustainable capabilities on firm performance.

Based on the achieved results, managerial and policy guidelines have been developed.

Obtained results have been disseminated at conferences and at a workshop organized at the Politecnico di Bari.

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO: MId infRAred laBel free Interferometric detectorLess Imaging in photonic circuitS - MIRABILIS 

CODICE CUP: D53D23002780006

Budget: € 74.871

P.I. o Responsabile U.R. : Massimo Brambilla (P.I.)

Altre Unità di Ricerca o eventuali Sub Unità: PoliTo, UniBa

Breve descrizione del progetto
The project MIRABILIS is meant to combine three key features in optical imaging within biologically relevant spectral windows of the radiation (mid-infrared): a) the implementation of Single Pixel Imaging (SPI) of a target, using an illumination provided by a speckle field pattern, generated either in free space or in a photonic platform; b) the use of Optical Feedback Interferometry (OFI) in a diode laser or in a Quantum Cascade Laser (QCL) to gather target properties provided in the sPI scheme described above, without making use of an external detector; c) characterize and classify target features using machine-learning algorithms. 

Finalità
The project MIRABILIS is formulated to achieve phantom tissue imaging in the Mid-Infrared, based on Optical Feedback Interferometry (OFI) in a Quantum Cascade Laser (QCL) and Single Pixel Imaging (SPI), using an illumination provided by a speckle field pattern. The validation was to be provide both in free space and in a photonic platform (Optical Phase Array, OPA) 

Risultati attesi
The three main expected results and innovative elements of the project are: a) the use of a Photonic Integrated Circuit (PIC) such as an OPA to provide controlled, multiple, illumination patterns of a target, encompassing a programmable stage to comply with the following item; b) the collection of reflected light patterns from the target and their reduction to a one-dimensional signal to be treated with Single-Pixel Imaging (SPI) techniques, with the additional contribution of Machine Learning (ML) based algorithms; c) the discrimination and processing of such SPI signal by the master laser itself in a
Self-Mixing-Interferometry scheme, which leads to reconstruct target information from the voltage measurements at the laser contacts

Risultati raggiunti
MIRABILIS assessed the possibility of exploiting Compressed Sensing (CS) / SPI imaging methods either using an external detector or, most relevant, in a configuration of OFI scheme. where the laser providing target illumination also detects the feedback by measuring the voltage variations at the laser contacts. The image discrimination and classification was pursued by means of state-of-the-art ML techniques. In parallel image reconstruction was obtained 

based on speckle illumination and single-pixel signal collection. All the above goals were complemented by innovative modelling and simulations in prediction, support and steering thereof.
The second achievement of the project is the design and validation of OPA in the mid-infrared, opening the road to silicon-platform-based imaging with photonic devices. In the MIR spectral region, the design of a reliable PDKs (Process Design Kit) required the novel design and simulations of all the necessary elements via commercial and self-developed tools. 

In the near-infrared spectral range, a prototype of a short range OPA operating at 1500 nm was obtained via a collaboration with ST-Microelectronics and allowed for the first proof-of-principle of
OFI imaging with a double passage through a complex PIC.  

 

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO: HERA (Holistic Energy Recovery Agent) 

CODICE CUP: D53D23003910006

Budget: € 68.500

Responsabile U.R. : Prof. Umberto Berardi

Altre Unità di Ricerca o eventuali Sub Unità:

• Università degli Studi di Napoli Federico II (P.I.: Prof.ssa Annamaria Buonomano)

• Sapienza Università di Roma (Responsabile U.R. – Prof. Davide Astiaso Garcia)

Breve descrizione del progetto

Il progetto HERA (Holistic Energy Recovery Agent) si inserisce nel contesto della transizione energetica urbana, affrontando la crescente necessità di ridurre le emissioni, migliorare l’efficienza energetica e aumentare la resilienza dei sistemi urbani. In particolare, il progetto si concentra sullo sviluppo di un approccio olistico per la progettazione e gestione di distretti energetici sostenibili, intesi come cluster di edifici interconnessi capaci di interagire in modo intelligente con le reti energetiche. Tali sistemi integrano fonti rinnovabili, sistemi di accumulo e strategie avanzate di gestione dell’energia, includendo anche il ruolo della mobilità elettrica e dei comportamenti degli utenti. L’approccio proposto si basa su una piattaforma di simulazione dinamica multi-scala che consente di modellare edifici, infrastrutture energetiche e flussi energetici, valutandone le prestazioni in termini energetici, ambientali ed economici.

Finalità

Le finalità del progetto sono orientate a supportare la progettazione e l’ottimizzazione di distretti energetici resilienti, flessibili e a basse emissioni, promuovendo l’integrazione tra pianificazione urbana ed energia. In questo senso, HERA mira a colmare le lacune esistenti negli strumenti di modellazione urbana, sviluppando soluzioni in grado di rappresentare in modo integrato edifici, sistemi energetici e reti, e di supportare i processi decisionali attraverso simulazioni avanzate e algoritmi di ottimizzazione. Il progetto intende, inoltre, favorire l’adozione di strategie innovative quali il demand response, l’energy sharing e il sector coupling, contribuendo a migliorare l’autosufficienza energetica dei distretti e a ridurre la dipendenza da fonti fossili. 

Risultati attesi

I risultati attesi del progetto comprendono, in primo luogo, lo sviluppo di una piattaforma innovativa di simulazione e ottimizzazione in grado di analizzare il comportamento energetico di distretti urbani complessi e di individuare le configurazioni più efficienti in termini di tecnologie, sistemi e strategie di gestione. A ciò si affianca la definizione di modelli avanzati per la rappresentazione degli edifici e dei sistemi energetici, inclusi modelli semplificati (Reduced Order Models) per ridurre i tempi computazionali e facilitare l’applicazione su larga scala. Il progetto prevede inoltre la realizzazione e l’analisi di casi studio reali e rappresentativi, utili per validare le metodologie sviluppate e per generare dataset e conoscenze trasferibili. Un ulteriore risultato è costituito dall’elaborazione di linee guida e criteri progettuali per la realizzazione e gestione di distretti energetici sostenibili, nonché dallo sviluppo di strategie di gestione energetica avanzata basate su ottimizzazione, intelligenza artificiale e modelli predittivi. 

Risultati raggiunti 

A conclusione delle attività progettuali, il progetto HERA ha conseguito risultati significativi sia sul piano scientifico che applicativo, contribuendo in modo concreto all’avanzamento delle conoscenze e degli strumenti per la transizione energetica dei sistemi urbani.

In primo luogo, è stata sviluppata una piattaforma innovativa di simulazione dinamica e ottimizzazione in grado di modellare in maniera integrata il comportamento energetico di cluster di edifici e distretti urbani complessi basata su un modello di ottimizzazione multinodo a lungo termine (H2RES). Tale piattaforma consente di analizzare le interazioni tra domanda energetica, produzione da fonti rinnovabili, sistemi di accumulo e infrastrutture di rete, permettendo di individuare configurazioni ottimali in termini di efficienza energetica, riduzione delle emissioni e flessibilità del sistema. 

Parallelamente, il progetto ha portato allo sviluppo di modelli avanzati per la rappresentazione degli edifici e dei sistemi energetici, inclusi modelli semplificati (Reduced Order Models) capaci di garantire un buon compromesso tra accuratezza e tempi computazionali. Questi strumenti hanno consentito di simulare in modo efficiente interi distretti urbani, rendendo possibile l’analisi di scenari complessi e l’esplorazione di diverse strategie di retrofit e gestione energetica.

Un ulteriore risultato riguarda la definizione e l’implementazione di strategie avanzate di gestione dell’energia, basate su logiche di demand response, energy sharing e integrazione multi-vettore (elettrico, termico, mobilità). In questo ambito, sono stati sviluppati algoritmi di ottimizzazione e approcci basati su intelligenza artificiale e machine learning, capaci di migliorare la gestione dei flussi energetici e di aumentare l’autosufficienza e la resilienza dei distretti, anche in presenza di fonti rinnovabili intermittenti.

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO: 20227Y5NZ2 - Reshaping the Role of Measurement in the 4.0 Era: towards a Cyber-Physical Measurement system for Advanced Monitoring Applications

CODICE CUP: D53D23001050006

Budget: € 84.960,00

Responsabile U.R. Poliba: Nicola Giaquinto

P.I. nazionale: Leopoldo Angrisani - Università degli Studi di ROMA "La Sapienza"

Breve descrizione del progetto

Il progetto riguarda l’evoluzione dei sistemi di misura e monitoraggio nell’ambito dei sistemi cyber-fisici e delle tecnologie Industria 4.0. L’obiettivo è superare il ruolo tradizionale dei sistemi di misura come semplici strumenti di acquisizione dati, trasformandoli in componenti attive, capaci di integrare misura, modellazione, simulazione ed elaborazione avanzata.

Il progetto sviluppa il paradigma dei Cyber-Physical Measurement Systems (CPMS). Il caso studio riguarda sistemi di misura distribuita basati su riflettometria nel dominio del tempo (TDR), applicati alla rilevazione di acqua e di variazioni delle proprietà dielettriche del mezzo monitorato. L’unità di ricerca del Politecnico di Bari contribuisce soprattutto allo sviluppo del digital twin del sistema di misura, mediante modelli capaci di riprodurre il comportamento di sistemi TDR distribuiti in condizioni reali e non ideali, e di supportare inversione TDR, simulazione e valutazione dell’incertezza.

Finalità

Gli obiettivi principali dell’unità di ricerca del Politecnico di Bari riguardano

CODICE CUP: D53D23001050006

Budget: € 84.960,00

Responsabile U.R. Poliba: Nicola Giaquinto

P.I. nazionale: Leopoldo Angrisani - Università degli Studi di ROMA "La Sapienza"

Breve descrizione del progetto

Il progetto riguarda l’evoluzione dei sistemi di misura e monitoraggio nell’ambito dei sistemi cyber-fisici e delle tecnologie Industria 4.0. L’obiettivo è superare il ruolo tradizionale dei sistemi di misura come semplici strumenti di acquisizione dati, trasformandoli in componenti attive, capaci di integrare misura, modellazione, simulazione ed elaborazione avanzata.

Il progetto sviluppa il paradigma dei Cyber-Physical Measurement Systems (CPMS). Il caso studio riguarda sistemi di misura distribuita basati su riflettometria nel dominio del tempo (TDR), applicati alla rilevazione di acqua e di variazioni delle proprietà dielettriche del mezzo monitorato. L’unità di ricerca del Politecnico di Bari contribuisce soprattutto allo sviluppo del digital twin del sistema di misura, mediante modelli capaci di riprodurre il comportamento di sistemi TDR distribuiti in condizioni reali e non ideali, e di supportare inversione TDR, simulazione e valutazione dell’incertezza.

Finalità

Gli obiettivi principali dell’unità di ricerca del Politecnico di Bari riguardano:

1. costruzione di digital twin di sistemi TDR distribuiti in condizioni reali;

2. modellazione elettromagnetica e computazionale del sistema di misura;

3. sviluppo di tecniche di inversione e interpretazione automatica dei riflettogrammi;

4. uso del CPMS per simulazione del sistema di misura e valutazione dell’incertezza;

5. applicazione al monitoraggio distribuito di acqua e umidità.

Risultati attesi

Il progetto prevede digital twin, modelli elettromagnetici e computazionali, tecniche di inversione TDR e algoritmi di elaborazione automatica dei riflettogrammi. Sono inoltre previste metodologie per la valutazione quantitativa dell’incertezza, validazione sperimentale in laboratorio e risultati metodologici utili per future applicazioni dei CPMS.

Risultati raggiunti

I risultati raggiunti possono essere così riassunti:

1. È stato sviluppato un digital twin di un sistema TDR basato su sensore bifilare per la stima quantitativa del profilo di umidità del terreno. Il modello integra la relazione tra umidità e costante dielettrica del terreno, il comportamento elettromagnetico trasversale del sensore e il comportamento longitudinale della linea di sensing.

2. È stata sviluppata una metodologia di inversione TDR basata su modelli gray-box, capace di riprodurre riflettogrammi misurati in condizioni operative non ideali, anche in presenza di segnali irregolari e conoscenza incompleta dei parametri elettromagnetici del sistema.

3. Il digital twin è stato utilizzato per la simulazione realistica del sistema di misura e per la valutazione quantitativa dell’incertezza mediante simulazioni Monte Carlo rappresentative delle variazioni del sistema fisico.

4. È stata introdotta una procedura di inversione TDR in due stadi per migliorare l’accuratezza nella localizzazione dell’acqua lungo il sensore distribuito, combinando una ricostruzione flessibile del profilo dielettrico con una stima parametrica della regione perturbata.

5. È stato sviluppato un approccio data-driven all’inversione TDR basato su reti neurali di tipo transformer, per la ricostruzione automatica di profili distribuiti di capacità a partire dai riflettogrammi, senza procedure iterative di ottimizzazione.

6. Le metodologie sviluppate sono state validate mediante simulazioni e campagne sperimentali di laboratorio. I risultati confermano l’efficacia dell’approccio per la localizzazione dell’acqua, la stima dell’umidità e la valutazione metrologica di sistemi TDR distribuiti.

Risultati attesi

Il progetto prevede digital twin, modelli elettromagnetici e computazionali, tecniche di inversione TDR e algoritmi di elaborazione automatica dei riflettogrammi. Sono inoltre previste metodologie per la valutazione quantitativa dell’incertezza, validazione sperimentale in laboratorio e risultati metodologici utili per future applicazioni dei CPMS.

Risultati raggiunti

I risultati raggiunti possono essere così riassunti:

1. È stato sviluppato un digital twin di un sistema TDR basato su sensore bifilare per la stima quantitativa del profilo di umidità del terreno. Il modello integra la relazione tra umidità e costante dielettrica del terreno, il comportamento elettromagnetico trasversale del sensore e il comportamento longitudinale della linea di sensing.

2. È stata sviluppata una metodologia di inversione TDR basata su modelli gray-box, capace di riprodurre riflettogrammi misurati in condizioni operative non ideali, anche in presenza di segnali irregolari e conoscenza incompleta dei parametri elettromagnetici del sistema.

3. Il digital twin è stato utilizzato per la simulazione realistica del sistema di misura e per la valutazione quantitativa dell’incertezza mediante simulazioni Monte Carlo rappresentative delle variazioni del sistema fisico.

4. È stata introdotta una procedura di inversione TDR in due stadi per migliorare l’accuratezza nella localizzazione dell’acqua lungo il sensore distribuito, combinando una ricostruzione flessibile del profilo dielettrico con una stima parametrica della regione perturbata.

5. È stato sviluppato un approccio data-driven all’inversione TDR basato su reti neurali di tipo transformer, per la ricostruzione automatica di profili distribuiti di capacità a partire dai riflettogrammi, senza procedure iterative di ottimizzazione.

6. Le metodologie sviluppate sono state validate mediante simulazioni e campagne sperimentali di laboratorio. I risultati confermano l’efficacia dell’approccio per la localizzazione dell’acqua, la stima dell’umidità e la valutazione metrologica di sistemi TDR distribuiti.

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO: Digital Twin Technology for the Development of LP-DI Hydrogen engine for heavy-duty applications (DHYCE-HD)

CODICE CUP: D53D23004150006

Budget Politecnico di Bari: € 148.702

Responsabile U.R. : Prof. Pietro De Palma

Altre Unità di Ricerca: Politecnico di Milano (Prof. Gianluca D’Errico)

Breve descrizione del progetto

Il progetto DHYCE-HD (Digital Twin Technology for the Development of LP-DI Hydrogen Engine for Heavy-Duty Applications) è stato concepito per accelerare la transizione verso sistemi di propulsione a emissioni zero, attraverso la realizzazione di un avanzato framework numerico dedicato ai motori a combustione interna alimentati a idrogeno.

Il progetto è articolato in distinti Work Package (WP) che hanno favorito la collaborazione tra i due gruppi di ricerca del Politecnico di Milano e del Politecnico di Bari. Il gruppo del PoliMI è principalmente responsabile dello sviluppo di un approccio numerico affidabile, che costituirà la struttura portante del Digital Twin. Le attività di ricerca si sono concentrate sull’evoluzione e sull’integrazione di strumenti avanzati di simulazione 1D e CFD 3D, in particolare i codici Gasdyn e LibICE. Tali strumenti sono stati potenziati per affrontare le peculiari e complesse caratteristiche della combustione dell’idrogeno, quali l’elevatissima velocità di fiamma, la bassa energia di accensione e l’ampio intervallo di infiammabilità.

Il Politecncio di Bari è responsabile dell’implementazione di metodi numerici non oscillatori (WENO). Questi schemi ad alto ordine di accuratezza sono fondamentali per catturare onde d’urto complesse e discontinuità tipiche dei getti di idrogeno ad alta velocità, migliorando in modo significativo la robustezza e la precisione delle simulazioni.

L’attività di ricerca principale consiste nello studio parallelo di un motore heavy-duty equipaggiato con iniezione diretta di idrogeno (H₂-DI). Tale analisi è condotta su diversi punti operativi, confrontando approcci di modellazione consolidati con i nuovi metodi sviluppati. Infine, l’intero framework numerico è sottoposto a un rigoroso processo di validazione mediante dati sperimentali disponibili in letteratura, al fine di garantire che le capacità predittive della piattaforma DHYCE-HD siano accurate e affidabili per applicazioni industriali.

Obiettivi

1. Identificazione dei principali vantaggi e svantaggi di un motore a idrogeno low-pressure-direct injection (LP-DI) per applicazioni heavy-duty.

2. Rafforzamento del know-how relativo alla tecnologia dei motori a idrogeno, con particolare riferimento a: a) i complessi processi fisici dell’iniezione diretta di idrogeno nei motori e della successiva formazione della miscela; b) gli effetti della pressione e della portata di iniezione dell’H₂, nonché della posizione e della geometria dell’iniettore, sull’efficienza del motore e sulle emissioni; c) la combustione turbolenta di miscele premiscelate aria-idrogeno, incluse condizioni stratificate, con la definizione del limite di combustione magra e del rischio di knocking; d) la formazione degli ossidi di azoto all’interno del cilindro e le strategie per la loro minimizzazione;

3. Sviluppo di metodologie CFD rapide e accurate, da applicare ai motori a idrogeno ad iniezione diretta (DI), basate su tecnologie open source accessibili a future attività di ricerca;

4. Definizione di una configurazione virtuale di motore LP-DI a idrogeno per applicazioni heavy-duty, caratterizzata da elevata efficienza e basse emissioni di NOx.

Principali risultati attesi:

1. Redazione di un rapporto aggiornato sullo stato dell’arte relativo all’utilizzo dell’idrogeno come combustibile nei motori a combustione interna;

2. Definizione di correlazioni per la velocità di combustione laminare da impiegare in codici CFD e modelli 1D;

3. Acquisizione di conoscenze sugli aspetti fondamentali dell’iniezione, della miscelazione e della combustione dell’idrogeno, inclusa la valutazione di schemi numerici ad alta accuratezza;

4. Definizione di una metodologia numerica accurata specificamente sviluppata per motori LP-DI a idrogeno;

5. Valutazione delle prestazioni, dei consumi di combustibile e delle emissioni di un motore virtuale LP-DI a idrogeno turbocompresso e ottimizzato, in condizioni di funzionamento sia stazionarie sia transitorie;

6. Valutazione dell’influenza dell’istante di inizio dell’iniezione e dell’anticipo di accensione sulla pre-accensione e sulle emissioni di NOx in condizioni di combustione magra;

7. Definizione di un digital twin della camera di combustione di un motore LP-DI a idrogeno, dimostrando la fattibilità di prestazioni di rottura in termini di efficienza ed emissioni utilizzando un combustibile a zero emissioni di carbonio;

8. Produzione di informazioni tecniche dettagliate per la realizzazione di un motore a idrogeno “verde”, con rilevanti ricadute economiche e sociali nei settori della mobilità e dell’energia in Europa e in Italia, nel contesto della transizione ecologica verso un’economia sostenibile.

Risultati ottenuti

Risultati significativi sono stati conseguiti dall’unità di ricerca (RU) del Politecnico di Bari, che ha sviluppato e validato metodologie numeriche ad alta fedeltà per l’iniezione e la miscelazione dell’idrogeno. In particolare, l’implementazione di schemi WENO ad alto ordine ha consentito una risoluzione accurata di getti di idrogeno sottoespansi, catturando strutture d’urto complesse, instabilità del getto di idrogeno e dinamiche di miscelazione con una precisione superiore rispetto agli schemi convenzionali. Tali sviluppi rappresentano un avanzamento rilevante nell’affrontare una delle principali criticità dei motori a idrogeno ad iniezione diretta, ossia la rapida ed efficiente miscelazione aria-combustibile in condizioni di flusso altamente comprimibile.

Parallelamente, sono state sviluppate correlazioni analitiche per la velocità di combustione laminare e approcci cinetici tabellati per l’autoaccensione, fornendo modelli robusti ed efficienti dal punto di vista computazionale per la previsione della combustione e del knocking sia in simulazioni 1D sia 3D.

Il framework numerico validato è stato esteso a simulazioni CFD tridimensionali dell’intero ciclo motore. È stata inoltre sviluppata e validata una metodologia affidabile di accoppiamento 1D–3D, confrontata con dati sperimentali relativi a un motore alimentato a idrogeno, dimostrando la capacità di riprodurre accuratamente l’evoluzione della pressione in camera, le strutture di flusso e le caratteristiche della turbolenza. Sono state inoltre condotte analisi dettagliate dei processi di formazione della miscela e di combustione per configurazioni alimentate a idrogeno.

La metodologia WENO è stata applicata con successo a simulazioni 3D complete del motore a combustione interna considerato. Sono state analizzate tre condizioni operative, caratterizzate da differenti istanti di inizio iniezione dell’idrogeno (SOI = 540, 630 e 660 CAD) a pressione di iniezione costante. Questa attività ha consentito una valutazione diretta dell’impatto degli schemi numerici ad alto ordine sulla previsione dei fenomeni di iniezione, miscelazione ed evoluzione del flusso in camera in condizioni realistiche di funzionamento del motore. I risultati hanno confermato la maggiore capacità degli approcci basati su WENO nel catturare gradienti marcati, interazioni tra onde d’urto ed effetti di stratificazione, migliorando così l’affidabilità predittiva delle simulazioni CFD e contribuendo direttamente allo sviluppo di un digital twin ad alta fedeltà.

Nel complesso, tali risultati forniscono una solida base scientifica e tecnologica per sviluppi futuri nel campo dei motori a combustione interna a idrogeno e contribuiscono all’avanzamento delle tecnologie di propulsione a zero emissioni di carbonio per il settore heavy-duty.

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO: A pioneering Compton Camera for hadrontherapy with a 3D silicon Pixel Chamber

CODICE CUP D53D23002810006

Budget: € 86,500

P.I. o Responsabile U.R.  prof. Giuseppe Eugenio Bruno

Altre Unità di Ricerca Università di Cagliari, INFN

Breve descrizione del progetto

Il progetto ha proposto lo sviluppo di una nuova generazione di Compton Camera ad alte prestazioni, basata sull'impiego innovativo di una Pixel Chamber in silicio come rivelatore di scattering. L'obiettivo è superare i limiti delle Compton Camera tradizionali, che richiedono un grande numero di fotoni per ricostruire la direzione della sorgente gamma, impedendo un utilizzo realmente online in applicazioni critiche come l'adroterapia.

La Pixel Chamber è stata concepita come un rivelatore a tracciamento continuo tridimensionale, ottenuto mediante la sovrapposizione di numerosi sensori monolitici ultra‑sottili ad altissima granularità. Questa configurazione permette di ricostruire con precisione micrometrica la traiettoria dell'elettrone di rinculo prodotto nell'interazione Compton. L'informazione sul tracciamento dell’elettrone Compton consente di restringere significativamente il volume di incertezza sulla direzione del fotone incidente, riducendo la ricostruzione da un'intera superficie conica a un piccolo segmento di cono, con un potenziale aumento dell'efficienza di imaging di ordini di grandezza.

Finalità

Il progetto ha dimostrato la possibilità di assemblare ed operare l’A9, l’unità di base della pixel Chamber costituito da uno stack di 9 chip ALTAI o ALPIDE al silicio ultrasottili, come concepito nella proposta originale. Gli studi per l’integrazione meccanica ed elettrica di diverse celle di A9 per ottenere volumi utili al raggiungimento di alti valori di efficienza per l’interazione Compton nello scatterer della Pixel Chamber hanno mostrato criticità realizzative, quando si utilizzano chip di dimensioni dell’ordine di ~ 1 cm2 (le tipiche dimensioni del “field of view” delle tecniche litografiche utilizzate dalle fonderie che producono i chip monolitici, quali l’ALPIDE o l’ALTAI). La possibilità, grazie alla nuova tecnica dello “stitching”, di realizzare chip di dimensioni molto maggiori, sino ai limiti imposti dalla dimensione stessa del wafer di silicio (es. col diametro di 300mm nella tecnologia TPSCo CMOS da 68nm, si possono ottenere agevolmente chips di dimensioni di 10x10 cm^2

ed anche sino a 15x15 cm^2), con tutte le interconnessioni elettriche per la lettura e l’alimentazione alla periferia del chip stesso, risolverebbe le criticità realizzative. Con l’adozione di tale soluzione, l’unico aspetto critico rimane la dissipazione termica del calore prodotto: risulta pertanto molto importante poter ridurre il consumo di potenza per unità di superficie, soprattutto quando si vuole realizzare uno stack di una decina di chip di grandi dimensioni. Pertanto, la campagna di caratterizzazione dei chip, oltre a concentrarsi sui chip ALTAI, si è estesa allo sviluppo e caratterizzazione delle nuove strutture di test ed ai primi prototipi per chips di grandi dimensioni in tecnologia CMOS da 68nm. I risultati ottenuti hanno dimostrato la possibilità di ridurre il consumo di potenza a 35 mW / cm. 

Risultati attesi

Un'analisi termica approfondita è stata condotta sullo scatterer, costituito da una matrice 4x3 di Pixel Chamber dotata di radiatori interdigitati, mediante simulazioni in COMSOL. Lo studio ha mostrato che è sufficiente una ventilazione forzata ad aria e che l'aggiunta di radiatori esterni contribuisce a migliorare ulteriormente la dissipazione, soprattutto per velocità di ventilazione ≥ 2 m/s, consentendo di mantenere lo scatterer nel range operativo di 40-45 °C. 

Risultati raggiunti 

Nell'ambito del progetto è stata implementata una simulazione completa della Pixel Chamber in GEANT4, comprensiva della geometria dettagliata degli stack di sensori con i relativi allineamenti e gap inter-chip. La simulazione ha impiegato una sorgente di fotoni da 1 MeV, energia rappresentativa del range di interesse per le applicazioni in adroterapia. Gli eventi utili alla ricostruzione sono stati selezionati richiedendo un'unica interazione Compton all'interno del volume attivo e almeno 10 punti di traccia dell'elettrone di rinculo rilevati. La direzione dell'elettrone è stata ricostruita tramite fit lineare sul punto di interazione Compton e sui primi 3 hit successivi della traccia, scelta motivata dalla necessità di limitare l'impatto del multiple scattering, più pronunciato nelle regioni distali. I risultati ottenuti mostrano un valore medio della

deviazione angolare di 15.7° e un RMS di 14.1°, con una distribuzione compatibile con una buona componente di eventi ben ricostruiti a basso angolo. I principali fattori limitanti identificati sono il multiple Coulomb scattering dell'elettrone di rinculo, la granularità dei pixel e la limitata lunghezza della traccia disponibile per il fit. Questi risultati costituiscono un primo benchmark quantitativo della geometria proposta e forniscono indicazioni concrete per l'ottimizzazione del design della Pixel Chamber in vista di futuri sviluppi.

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO: Design of Acoustic Metamaterials for Aeronautical applications (DAMA)

CODICE CUP: D53D23003270006

Budget: € 81.113

P.I.  Maria Cinefra

Altre Unità di Ricerca o eventuali Sub Unità:

• Politecnico di Torino; 

• Università degli Studi di Napoli Federico II.

Project Overview

The project “Design of Acoustic Metamaterials for Aeronautical Applications (DAMA)” focuses on the development of advanced numerical and experimental methodologies for designing innovative acoustic metamaterials aimed at reducing noise and vibrations in aircraft cabins. The research adopts a multidisciplinary approach combining structural dynamics, vibro-acoustics, advanced numerical modelling, and experimental validation, with the goal of improving the vibro-acoustic performance of lightweight and tunable solutions for aerospace applications.

Objectives

The main objective of the project is to enhance acoustic comfort in aircraft cabins through the design of high-performance metamaterials. This includes:

• modelling the vibro-acoustic response of aircraft structures;

• developing advanced numerical tools for complex metamaterial geometries;

• designing lightweight and tunable structures capable of controlling wave propagation;

• validating the proposed solutions through experimental testing.

Expected Results

The project initially aimed to:

• establish a robust numerical framework for the analysis of complex vibro-acoustic systems;

• identify innovative metamaterial configurations with enhanced acoustic properties;

• demonstrate improved transmission loss and vibration reduction compared to traditional solutions;

• validate numerical predictions through experimental campaigns;

• provide a foundation for future large-scale applications in aeronautical structures.

Achieved Results

The project successfully delivered significant advancements in both modelling and experimental validation. In particular:

• a comprehensive numerical framework based on the Carrera Unified Formulation and adaptive finite elements was developed;

• origami-based metamaterials (notably Miura-ori structures) were identified and optimized for tunability and acoustic performance;

• vibro-acoustic models, including Rayleigh integral formulations, were implemented for non-planar structures;

• experimental tests confirmed the effectiveness of the proposed metamaterials, showing improved acoustic attenuation and strong dependence on geometric parameters;

The results demonstrated the feasibility of designing lightweight, tunable acoustic metamaterials for aerospace applications, providing a solid basis for future developments and full-scale integration.

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO: A capability-based decision support framework for circular economy transition

CODICE CUP: D53D23006650006 

Budget: € 118.666 

P.I. o Responsabile U.R.  Ilaria Filomena Giannoccaro (Politecnico di Bari) 

Altre Unità di Ricerca o eventuali Sub Unità: Politecnico di Milano, LIUC Università Carlo Cattaneo

Finalità del progetto

Come possono le imprese sviluppare, implementare e monitorare efficacemente la propria strategia di Economia Circolare (EC)? Nonostante la crescente produzione scientifica sul tema registrata negli ultimi anni, pochissimi studi hanno affrontato tale questione da una prospettiva strategica. 

La finalità del progetto è stata colmare tale divario sviluppando uno strumento decisionale integrato in grado di supportare le imprese nella transizione verso l’Economia Circolare affrontando tre fasi chiave: 1) la fase strategica, suggerendo alle imprese le strategie di EC più efficaci da adottare; 2) la fase di pianificazione, identificando le pratiche manageriali da implementare per mettere in pratica le strategie di EC selezionate; e 3) la fase di controllo, proponendo indicatori specifici per monitorare l’avanzamento e i risultati complessivamente conseguiti. Per lo sviluppo dello strumento decisionale è stato adottato l’approccio delle capability. Di seguito si riportano i principali risultati del progetto. 

In riferimento alla fase strategica, il gruppo di ricerca ha sviluppato due strumenti basati sulla teoria della economic complexity: (i) il Country Circular Economy Capability Space, finalizzato a rilevare le specifiche capacità di EC possedute dalle imprese in un determinato Paese e (ii) la Circular Economy Capability Proximity Matrix, finalizzata a identificare le strategie di EC più efficaci che le imprese dovrebbero adottare in uno specifico settore economico sulla base delle loro capacità di EC. L’applicazione di questi strumenti sulle tavole input-output (49 Paesi and 163 industrie) estratte da EXIOBASE ha evidenziato differenze significative nella distribuzione, varietà e trasferibilità delle capacità circolari tra i vari Paesi. I risultati hanno inoltre dimostrato che le strategie di EC non possono essere considerate implementabili da tutte le industrie, poiché la loro adozione efficace dipende dal grado di correlazione con le capacità già incorporate in un determinato settore. In riferimento alla fase di pianificazione, il gruppo di ricerca ha identificato 82 relazioni tra le pratiche manageriali, le strategie di EC e le capacità delle imprese e sviluppato un nuovo modello di maturità a supporto dello sviluppo di nuove capacità per implementare strategie di economia circolare in settori ritenuti particolarmente critici. In riferimento alla fase di controllo, il gruppo di ricerca ha sviluppato un sistema di misurazione delle performance di circolarità. Partendo dalla identificazione dei principali indicatori di performance di EC, considerando diversi aspetti di circolarità, quali l’efficienza nell’uso delle risorse, la sostenibilità dei materiali utilizzati e la progettazione orientata alla durabilità e ai sistemi a ciclo chiuso, è stato sviluppato un Circular Measurement Toolkit, in grado di rispondere all’esigenza delle imprese di misurare il proprio livello di circolarità, ed un framework di Circular Balanced Scorecard, specificamente adattato ai contesti circolari, in quanto interamente fondato sulle pratiche manageriali per i modelli di business circolari. Lo strumento decisionale integrato è stato infine applicato su casi studio multipli per testarne l’efficacia. Le evidenze empiriche raccolte da tre imprese italiane operanti nel settore tessile-abbigliamento hanno permesso di testare lo strumento decisionale integrato e sviluppare linee guida per il suo impiego da parte di futuri user. 

I risultati forniscono contributi di carattere scientifico e manageriale. Contribuiscono a colmare il divario critico tra formulazione e implementazione delle strategie di EC mediante lo sviluppo di uno strumento decisionale integrato che spiega le strategie di EC selezionate sulla base delle capacità delle imprese, le pratiche manageriali da implementare e gli indicatori di performance di EC da utilizzare per monitorare e controllare l’implementazione delle strategie di EC selezionate. La letteratura accademica è inoltre arricchita da due strumenti di complessità economica, ossia il Country Circular Economy Capability Space e la Circular Economy Capability Proximity Matrix, efficaci nell’identificare quali strategie di EC siano maggiormente coerenti con le capacità esistenti di specifici settori e sistemi produttivi nazionali; e da due framework di misurazione, ossia il Circular Measurement Toolkit e la Circular Balanced Scorecard, efficaci nell’identificare, monitorare e controllare l’efficacia delle pratiche manageriali per le strategie di EC rispetto ai risultati finanziari e ambientali. I manager possono beneficiare del principale risultato del progetto, ossia lo strumento decisionale integrato, in particolare per la selezione di strategie di EC allineate con le capacità esistenti dell’impresa, nonché di pratiche manageriali e indicatori di performance appropriati per abilitare, monitorare e controllare l’implementazione delle strategie di EC selezionate. Ciò riduce il rischio di adottare strategie non fattibili o non coerenti con la struttura produttiva dell’impresa, riducendo così i costi di implementazione, migliorando l’allocazione delle risorse e aumentando la probabilità di successo della transizione verso l’EC. In tal modo, lo strumento sviluppato supporta le imprese nel rafforzare la propria capacità di competere in mercati sempre più orientati alla sostenibilità. Anche i decisori politici possono beneficiare dello strumento sviluppato. Esso suggerisce di dare priorità a interventi mirati sui settori in ritardo, al fine di accelerare lo sviluppo delle capacità, rafforzando al contempo quei settori che già possiedono solide capacità di EC, ossia i settori leader. Ciò costituisce una base utile per la progettazione di interventi di EC più efficaci a livello nazionale, in grado di produrre impatti più rilevanti sulla sostenibilità ambientale ed economica dell’intero sistema economico.

I risultati del progetto sono stati ampiamente disseminati attraverso 5 pubblicazioni scientifiche a rivista, 2 articoli scientifici sottomessi a riviste sottoposte a peer review, 5 pubblicazioni su atti di convegno internazionali e 2 pubblicazioni su atti di convegno nazionali, ed inoltre attraverso l’organizzazione di un workshop ed una track tematica nell’ambito di una conferenza internazionale.

Il progetto ha generato impatti sociali in termini di coinvolgimento pubblico e disseminazione della conoscenza presso un ampio pubblico, comprendente stakeholder del mondo accademico e industriale. Coerentemente con il piano di progetto, ciò è stato reso possibile attraverso la pubblicazione dall’organizzazione di sessioni didattiche in corsi post-laurea, un webinar dedicato, un Massive Online Open Course e il sito web del progetto (https://circulareconomycapabilit.altervista.org/). 

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO: “ARCHITA – ARCHaeological and ARCHitectural Integrated platform for Taras”

CODICE  CUP: D53D23000880006

Budget totale: € 77.047

Politecnico di Bari (RdU3): responsabile prof.ssa Monica Livadiotti

Personale di ricerca: Antonello Fino (ricercatore RtdA); Chiamaria Spinelli (assegnista di ricerca reclutata dal progetto); Roberta di Bari (dottoranda); Carmine Chiumarulo (contrattista assunto dal progetto); Gianluca Ranieri (contrattista assunto dal progetto).

Unitelma-Sapienza, Roma (RdU1): responsabile prof.ssa Rita Sassu (P.I.) 

Personale di ricerca: Davide Falco (assegnista di ricerca reclutato dal progetto); Giulia Vannucci (assegnista di ricerca reclutata dal progetto).

Sub-Unità: Soprintendenza Nazionale Subacquea di Taranto, rappresentata dal funzionario archeologo dott. Roberto Rotondo 

Università E-Campus (RdU2): responsabile prof. Riccardo Pecori (vice P.I.)

        Personale di ricerca: Luca Liparulo (ricercatore RtdA reclutato dal progetto)

Descrizione e risultati attesi: 

Il progetto “ARCHITA – ARCHaeological and ARCHitectural Integrated platform for Taras” mira ad approfondire la conoscenza dell’antica Taras, attraverso un approccio interdisciplinare che comprende archeologia, topografia, storia dell'architettura e ingegneria informatica. Con il supporto della Soprintendenza Nazionale ai Beni Culturali Subacquei di Taranto (partner del progetto), che ha consentito l’accesso agli archivi e ai monumenti di sua competenza, si prevede di elaborare la mappatura sistematica, la classificazione e l’analisi dei resti architettonici dell’antico insediamento. I dati saranno inseriti in una mappa archeologica, basata su piattaforma GIS. Il progetto determinerà quindi un avanzamento dello stato dell’arte, contribuendo alla ricostruzione del paesaggio urbano di Taras nelle sue diverse fasi. La realizzazione della mappa e la strutturazione della banca dati GIS verranno condotte congiuntamente dall’UdR1 (Unitelma – Università Sapienza di Roma) e dall’UdR 3 (Politecnico di Bari). In questo contesto, la RdU2 (Università eCampus) dovrà sviluppare una piattaforma digitale predisposta per la AI e lo sviluppo di applicazioni mobili volte a facilitare l’analisi e la diffusione dei dati archeologici. La app mobile sarà destinata anche al grande pubblico, che potrà esplorare il patrimonio archeologico di Taranto attraverso percorsi tematici e itinerari interattivi. La città antica di Taranto non è semplice da definire, anche per via delle forti trasformazioni che l’hanno vista coinvolta a partire dalla fine dell’Ottocento, quando la veloce crescita del Borgo sulla base del Piano Regolatore Conversano ha determinato una trasformazione urbana che ha spesso cancellato le vestigia del passato. La piattaforma può quindi diventare un modello di riferimento per un'efficace organizzazione e gestione multilivello dei dati, eventualmente adottabile da altre istituzioni culturali. 

Risultati raggiunti: 

Il progetto ARCHITA ha raggiunto i principali obiettivi previsti, in particolare nei settori della digitalizzazione, dell’innovazione, della cultura e del turismo, nonché dell’istruzione e della ricerca. Le attività di ricerca sono state strutturate in base a quattro attività tematiche:

Attività 1. Analisi dello sviluppo urbano dell'antica Taranto dalla sua fondazione al periodo medievale (RdU1 e RdU3): Il progetto ha incrementato la conoscenza dello sviluppo urbano di Taranto con l'analisi e l'organizzazione sistematica della documentazione archeologica, archivistica e bibliografica. La documentazione d'archivio della Soprintendenza è stata digitalizzata e georeferenziati, creando una banca dati completa e una mappa CAD di Taras, base per la ricostruzione dell'assetto urbano nelle diverse fasi. L'analisi dei contesti archeologici e dei resti architettonici ha permesso di produrre mappe che illustrano le trasformazioni diacroniche dell'insediamento.

Attività 2. Raccolta di dati archeologici e implementazione del GIS (RdU3, RdU1, RdU2): Partendo dai dati raccolti nel corso dell'Attività 1, il progetto ha sviluppato un ambiente GIS avanzato progettato per gestire e integrare la grande quantità di dati relativi alla città antica. Il sistema permette la correlazione di strutture archeologiche appartenenti alle stesse fasi cronologiche e facilita la produzione automatica di mappe tematiche e diacroniche. Il GIS costituisce inoltre uno strumento prezioso per la gestione del patrimonio e l’archeologia preventiva, a sostegno di una pianificazione urbana e di strategie di conservazione più sostenibili.

Attività 3. Progettazione e sviluppo della piattaforma basata sull'AI e delle applicazioni di interfaccia utente (RdU2): La UdR2 ha sviluppato un'applicazione mobile che consente agli specialisti e al pubblico di accedere alle informazioni attraverso un'interfaccia intuitiva, permettendo di esplorare il patrimonio di Taranto attraverso percorsi tematici e itinerari interattivi. 

Attività 4. Sperimentazione e divulgazione nel quadro dell’archeologia pubblica (tutte le unità di ricerca): Il progetto ha ottenuto risultati significativi anche nel campo della divulgazione e del coinvolgimento del pubblico. Gli strumenti digitali sviluppati sono stati presentati in una serie di iniziative di divulgazione, tra cui conferenze pubbliche, seminari aperti agli studenti e alla comunità in generale, attività didattiche volte a coinvolgere diversi tipi di pubblico.

Combinando la ricerca umanistica con le tecnologie digitali e il coinvolgimento del pubblico, ARCHITA ha così favorito la cooperazione tra il mondo accademico, le istituzioni pubbliche e le comunità locali, contribuendo a protezione, conservazione e valorizzazione del patrimonio culturale di Taranto.

Divulgazione e pubblicazione dei risultati ottenuti

Sito web: per ottenere la massima diffusione, sono stati creati due diversi siti web, uno ufficiale dedicato al progetto nel suo insieme (https://archita-project.it/), l’altro più specificamente dedicato alle ricerche della UdR 3 del Politecnico di Bari (https://Archita2022.it)

Convegni e Conferenze: Le attività di divulgazione sono iniziate con il Kick-off Meeting (Taranto, sede della Soprintendenza, 20-03-2024) e si sono concluse con la conferenza finale dal titolo “Una città tra due mari” (Bari, Dip. ArCoD, 20-02-2026), in cui sono stati presentati i principali risultati del progetto.

Pubblicazione dei risultati: I risultati scientifici saranno pubblicati sulla rivista scientifica di classe A, open access e on line Thiasos (www.thiasos.eu), per la quale è in fase di preparazione una monografia finale. Alcuni risultati preliminari della UdR3 sono già stati presentati in articoli scientifici. Si vedano: 

- M. Livadiotti, G. Rocco, Il tempio dorico sotto San Domenico a Taranto, in R. Belli, R. Sassu (a cura di), Nel segno di Archita. Scritti in memoria di Enzo Lippolis, Thiasos Monografie 20, Roma 2023, pp. 45-78; 

- C. Spinelli, R. Di Bari, Ricostruire Taranto: l’archeologia del disegno tra memorie urbane e archivi stratificati, in G. Fioretti (ed.), III Congresso Beni Culturali in Puglia, 7-10 October 2025, in corso di stampa.

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO SUPERcrystals by ligand-controlled organization of colloidal nanoparticles (SUPERNANO)

CODICE CUP D53D23005380006

Budget: € 83.864

P.I. o Responsabile U.R. 

Prof. Roberto Grisorio

Altre Unità di Ricerca o eventuali Sub Unità

Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR)

Università “Federico II” di Napoli 

BREVE DESCRIZIONE DEL PROGETTO

Il progetto SUPERNANO si inserisce nel campo dei nanomateriali e mira allo sviluppo di supercristalli tridimensionali (SCs) ottenuti tramite l’auto-assemblaggio controllato di nanoparticelle colloidali, in particolare quantum dots e nanocristalli perovskitici. L’obiettivo è superare il limite della difficile integrazione delle nanoparticelle nei dispositivi, creando strutture su scala micrometrica che mantengano le proprietà ottiche ed elettroniche tipiche della scala nanometrica. Gli SCs rappresentano infatti sistemi in cui le nanoparticelle si comportano come “atomi artificiali”, dando origine a proprietà collettive emergenti. Il progetto combina i) sintesi controllata di nanoparticelle, ii) ingegneria dei ligandi superficiali, iii) tecniche di auto-assemblaggio e iv) caratterizzazione avanzata e modellistica multiscala.

FINALITÀ

Le principali finalità del progetto riguardano i) la realizzazione di supercristalli 3D altamente ordinati a partire da nanoparticelle luminescenti, ii) il controllo dell’interazione tra nanoparticelle attraverso la progettazione dei ligandi, riducendo le distanze interparticellari, iii) il miglioramento della stabilità e riproducibilità delle superstrutture, iv) l’accoppiamento elettronico tra nanoparticelle per ottenere proprietà collettive avanzate e v) lo sviluppo di materiali funzionali per applicazioni optoelettroniche e fotoniche.

Un aspetto chiave è l’ingegneria della chimica superficiale per passare da sistemi debolmente accoppiati a strutture con forte interazione elettronica e delocalizzazione degli stati.

RISULTATI ATTESI

Il progetto prevede di ottenere:

• supercristalli stabili e altamente ordinati, con controllo sulla morfologia e sulla fase cristallina,
• riduzione della distanza tra nanoparticelle fino al regime sub-nanometrico,
• emergenza di proprietà collettive (es. coupling dipolare, minibande elettroniche),
• miglioramento delle proprietà ottiche (emissione, efficienza, controllo spettrale),
• sviluppo di una modellistica multiscala predittiva per la progettazione dei materiali.

Questi risultati sono fondamentali per applicazioni in:

• LED e laser
• dispositivi optoelettronici
• fotonica avanzata
• tecnologie quantistiche

RISULTATI RAGGIUNTI

L’attività sperimentale ha portato a risultati rilevanti nella comprensione e nella realizzazione di supercristalli a base di nanocristalli perovskitici:

• Sviluppo di una strategia di auto-assemblaggio controllato basata su destabilizzazione lenta in presenza di anti-solvente, che consente la formazione diretta di supercristalli micrometrici ben definiti,

• Dimostrazione del ruolo del doping con Mn(II) nel modificare le proprietà ottiche (introduzione di banda emissiva rosso-arancio), la morfologia e la dinamica di assemblaggio,

• Osservazione di strutture gerarchiche complesse, con domini interni bulk-like non emissivi e regioni periferiche ancora nanocristalline e luminescenti,

Nel complesso, questi risultati hanno dimostrato che il doping e la chimica superficiale influenzano profondamente l’auto-assemblaggio ed è possibile progettare superstrutture con proprietà ottiche e strutturali su misura.

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO ELFIN – ELectroactive gripper For mIcro-object maNipulation

CODICE CUP D53D23004030006

Budget: € 85.151

Responsabile U.R.: Prof. Nicola Menga - Poliba

Altre Unità di Ricerca: Prof. Michele Scaraggi - UniSalento

Breve descrizione del progetto

Il progetto ELFIN – ELectroactive gripper For mIcro-object maNipulation riguarda lo sviluppo di nuove superfici elettroattive e microgripper soft per la manipolazione controllata di micro-oggetti. L’attività combina modellazione teorica, meccanica del contatto multiscala, micro/nano-fabbricazione e validazione sperimentale di superfici funzionalizzate capaci di modulare adesione e attrito mediante elettroadesione. Il caso applicativo di riferimento è la presa e il rilascio controllato di microparticelle, con particolare attenzione ai granuli di polline, caratterizzati da morfologie superficiali complesse e multiscala. Il progetto mira quindi a fornire basi scientifiche e tecnologiche per interfacce tribologiche intelligenti, utilizzabili in prospettiva in micromanipolazione, impollinazione artificiale, microassemblaggio di precisione, applicazioni biomedicali e soft microrobotics.

Finalità

 La finalità generale del progetto è sviluppare criteri scientifici e tecnologici per la progettazione di superfici intelligenti in grado di controllare in tempo reale le proprietà adesive e tribologiche all’interfaccia. In particolare, ELFIN intende superare i limiti delle tecniche convenzionali di micromanipolazione, nelle quali le forze superficiali rendono complessi sia il prelievo sia il rilascio controllato di micro-oggetti. A tal fine, il progetto combina superfici elettroattive, materiali complianti, architetture micro/nano-strutturate e modelli avanzati di meccanica del contatto, con l’obiettivo di modulare il lavoro di adesione mediante attuazione elettrica. Il progetto ha inoltre una finalità applicativa legata alla manipolazione di particelle di polline, in prospettiva utile allo sviluppo di tecnologie per l’impollinazione artificiale e, più in generale, di dispositivi per la micromanipolazione di precisione.

Risultati attesi

I risultati attesi comprendevano la definizione delle specifiche funzionali dei dispositivi e degli indici di prestazione, lo sviluppo di modelli teorico-numerici per descrivere il contatto adesivo multiscala tra superfici rugose e microparticelle, l’ottimizzazione dell’architettura degli elettrodi e della geometria dei microgripper, la fabbricazione di superfici elettroadesive con configurazioni planari e gerarchiche, nonché la loro caratterizzazione funzionale e tribologica. Il progetto prevedeva inoltre la realizzazione di dimostratori sperimentali e il confronto tra prestazioni previste dai modelli e prestazioni misurate. Era infine prevista la diffusione dei risultati attraverso pubblicazioni scientifiche, sito web di progetto, canali di comunicazione dedicati, partecipazione a conferenze e attività di disseminazione rivolte sia alla comunità scientifica sia a stakeholder e pubblico generale.

Risultati raggiunti 

Il progetto ha raggiunto i principali obiettivi previsti, avanzando dalla definizione concettuale fino alla realizzazione e validazione di risultati scientifici e tecnologici. Sono stati sviluppati modelli teorico-numerici per descrivere il contatto elettroadesivo e la dinamica di presa e rilascio di particelle, sono state ottimizzate configurazioni geometriche e funzionali dei microgripper e sono state realizzate superfici elettroadesive con architetture planari e gerarchiche. Dal punto di vista scientifico, ELFIN ha prodotto avanzamenti nella comprensione della meccanica del contatto di interfacce polimeriche soffici, con particolare attenzione al ruolo combinato di elettroadesione, attrito, viscoelasticità, rugosità e spessore dei micro-pad. Dal punto di vista tecnologico, il progetto ha portato alla definizione di architetture elettroadesive, modelli predittivi, geometrie di microgripper, superfici fabbricate e dimostratori proof-of-concept. Sono state inoltre svolte attività di disseminazione scientifica e pubblica, attraverso pubblicazioni su riviste internazionali, contributi a conferenze, sito web di progetto, canali social e iniziative di public engagement.

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO Development of calibration procedures of Tip Timing systems for non-contact turbine blade vibration measurements

CODICE CUP D53D23004130006

Budget: € 66.149 

P.I. o Responsabile U.R. Laura Fabbiano

Altre Unità di Ricerca o eventuali Sub 

• Università degli studi di Perugia (Coordinatore: ROSSI Gianluca)
• Università Politecnica delle Marche
• Università degli studi di Messina

A brief summary of the project:

The project addressed the absence of standardized calibration procedures for Blade Tip Timing (BTT) measurement systems used to monitor turbine engine blade vibrations. BTT is essential for preventing engine failure but lacks the metrological maturity needed for certification purposes. The consortium developed an innovative test bench based on kinematic inversion (rigid rotating blades with vibrating sensor support) targeting reference uncertainties of ~0.001 mm in amplitude and

Purpose of the project: 

The project's main goal was to develop a metrologically based methodology for calibrating Blade Tip Timing Measurement Systems through the creation of a traceable testbed based on kinematic inversion, the definition of a complete uncertainty model, and the execution of experimental campaigns on various sensor technologies. The final goal is to support the metrological maturation of BTTMS systems to make them suitable for supporting the certification of conventional and next generation turbomachinery (including hydrogen-powered engines), and to set the basis for future international guidelines and standards.

Expected results: 

The project was expected to develop a complete and traceable test bench for the calibration of Blade Tip Timing Measurement Systems (BTTMS), providing a solid experimental and metrological basis for future calibration procedures and pre-normative guidelines. Within this framework, the POLIBA operational unit was mainly expected to contribute through the development, realization and testing of magnetoresistive sensors, which represented a key sensing technology investigated within the project. Specific attention was therefore devoted to the validation of calibration procedures involving magnetoresistive probes and to the assessment of their applicability to Blade Tip Timing measurements. In addition, the POLIBA operational unit was expected to support the dissemination activities of the project through the creation and management of the public project website, ensuring visibility of the project objectives, progress and results.

Achieved results: 

The project resulted in the design, construction, and operation of the BTTMS calibration test bench, with a significant contribution from the POLIBA operational unit, which exceeded the scope of activities initially planned. Besides the development and testing of magnetoresistive sensors, POLIBA designed and realized the main experimental infrastructure (rotating disk, mechanical assembly, and motor control system) needed to reproduce controlled operating conditions. The test bench became the main infrastructure for the experimental activities of the project, and the trials were performed at POLIBA with the involvement of all operational units. Particular attention in the activities made by POLIBA was devoted to the calibration and testing of magnetoresistive sensors, for which POLIBA and UNIPG carried out dedicated experimental campaigns to evaluate their suitability for Blade Tip Timing measurement. POLIBA also designed and managed the public project website for the communication of the project goals, progress, and outcomes. Overall, the POLIBA operational unit provided a substantial contribution to the experimental implementation of the project, the validation of magnetoresistive sensing solutions, and the development of future BTTMS calibration procedures.

BANDO PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 FEBBRAIO 2022

TITOLO DEL PROGETTO “VIRIDIIS – VertIcal gaRdens wIth DIgital twIn of plantS”

CODICE CUP D53D23001420006

Budget: € 90.646

Altre Unità di Ricerca:

- Università della Basilicata, Responsabile: Prof.ssa Paola D’Antonio

- CNR-ITC, Responsabile: Dott.ssa Paola Lassandro

P.I. Prof. Gregorio ANDRIA – Poliba

Breve descrizione del progetto:

VIRIDIIS è un progetto di ricerca che integra tecnologie IoT, sensori avanzati e intelligenza artificiale per migliorare la qualità ecologica del verde urbano. Basato sul concetto di digital twin delle piante, il sistema raccoglie e analizza dati eterogenei provenienti da suolo, atmosfera e vegetazione, consentendo un monitoraggio continuo e una valutazione proattiva delle condizioni ambientali. Questa infrastruttura tecnologica permette di individuare tempestivamente situazioni critiche e di supportare decisioni informate nella gestione degli spazi verdi.

Oltre al monitoraggio, il progetto introduce un agente conversazionale che rende accessibili agli utenti informazioni sullo stato di salute delle piante, facilitando la comprensione dei loro bisogni e suggerendo eventuali interventi correttivi. In questo modo, la tecnologia diventa un mezzo per avvicinare cittadini e ambiente, promuovendo una maggiore consapevolezza ecologica.

L’approccio è fortemente multidisciplinare e combina competenze in sensoristica, infrastrutture IoT, analisi dei dati, intelligenza artificiale, interazione uomo-macchina e botanica. La capacità di modellare le interazioni tra suolo, piante e atmosfera contribuisce non solo alla tutela del verde urbano, ma anche al benessere complessivo dell’ecosistema cittadino. Inoltre, l’approccio proattivo adottato da VIRIDIIS rafforza la resilienza urbana, migliorando la capacità delle infrastrutture verdi di mitigare gli effetti del cambiamento climatico.

Nel complesso, il progetto dimostra come la tecnologia possa assumere un ruolo strategico nella costruzione di città più sostenibili, intelligenti e capaci di affrontare le sfide ambientali contemporanee.

Finalità generali:

• Migliorare la qualità ecologica del verde urbano attraverso l’uso integrato di tecnologie avanzate.
• Monitorare in modo continuo e proattivo le condizioni ambientali e fisiologiche delle piante.
• Supportare una gestione più informata e sostenibile degli spazi verdi cittadini.

Finalità specifiche:

• Creare un digital twin delle piante, capace di raccogliere, archiviare e analizzare dati multimodali (suolo, atmosfera, vegetazione).
• Individuare tempestivamente criticità, anomalie e deviazioni dai parametri ottimali di crescita.
• Rendere accessibili le informazioni sullo stato delle piante tramite un agente conversazionale in linguaggio naturale.
• Facilitare la comprensione dei bisogni delle piante e suggerire eventuali interventi correttivi.
• Integrare competenze multidisciplinari (sensoristica, IoT, AI, HMI, botanica) per modellare le interazioni tra suolo, piante e atmosfera.

Risultati attesi:

Il progetto aveva come obiettivo principale la creazione di un framework integrato per il monitoraggio continuo delle condizioni delle piante, capace di trasformare dati grezzi provenienti da sensori in informazioni utili sul loro stato di salute. Un secondo obiettivo era sviluppare un digital twin per ogni pianta monitorata, così da ottenere una rappresentazione dinamica e aggiornata delle condizioni fisiologiche e ambientali. Infine, il progetto mirava a rendere queste informazioni facilmente accessibili attraverso un’interfaccia conversazionale in linguaggio naturale.

Risultati raggiunti:

Tutti gli obiettivi sono stati raggiunti: è stato realizzato un sistema che combina sensori e tecniche di machine learning per produrre indicatori affidabili di salute delle piante; è stato implementato un digital twin capace di analizzare trend, anomalie e deviazioni dai parametri ottimali; ed è stata sviluppata un’interfaccia conversazionale in grado di interpretare correttamente le richieste degli utenti, identificare intenti ed estrarre entità rilevanti. Nel complesso, il progetto ha reso possibile un’interazione intuitiva con dati complessi, migliorando l’accessibilità e la comprensione delle informazioni sul verde monitorato.