إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع: القياس في سبينترونكس: نهج قائم على التعلم الآلي للتحديد الموثوق لتفاعل دزيالوشينسكي-موريا (MetroSpin)

رمز CUP:  D53D23002360006

الميزانية:  € 77.095

مسؤول الوحدة البحثية: Vito Puliafito 
وحدات بحث أخرى أو وحدات فرعية محتملة: 
المعهد الوطني لأبحاث القياس في تورينو (الوحدة البحثية للباحث الرئيسي) وجامعة بيروجيا

وصف موجز للمشروع
على الرغم من النمو العلمي والصناعي الكبير لسبينترونكس، بوصفها بديلاً منخفض الاستهلاك للطاقة ومتوافقاً مع تقنية CMOS، فإن الانتشار التجاري لتقنيات سبينترونكس يظل محدوداً بسبب غياب معايير قياس موثوقة لقياس المعلمات الرئيسية للأجهزة.

اقترح المشروع دراسة تطبيقية لتفاعل دزيالوشينسكي-موريا (DMI)، وهو معلمة أساسية لاستقرار البنى المغزلية الكيرالية المستخدمة في الذاكرات والأجهزة المنطقية منخفضة الاستهلاك للطاقة. وبعد دراسات أوروبية سابقة وضعت ممارسات تجريبية جيدة، ظل هناك نقص في نهج إحصائي قادر على تفسير أوجه التباين المتبقية في القياسات.

تمثل الهدف، إذن، في تحليل قابلية تكرار القياسات وإمكانية إعادة إجرائها، وربط تشتت البيانات بالعيوب وعدم التجانس في العينات، وتطوير أساليب للتعلم الآلي لاستخراج DMI من الأنماط المغناطيسية المحاكاة والتجريبية. ويُقيَّم الذكاء الاصطناعي بوصفه أداة قياس محتملة لتحسين موثوقية القياسات، مع آثار محتملة لا تقتصر على سبينترونكس، بل تشمل جميع قطاعات تقنيات النانو التي تواجه مشكلات مماثلة.

الغرض
هدف المشروع إلى تحسين موثوقية القياسات في سبينترونكس عبر نهج إحصائي قائم على التعلم الآلي، مع التركيز بوجه خاص على قياس تفاعل دزيالوشينسكي-موريا (DMI)، وهو معلمة رئيسية للأجهزة المبتكرة في مجال سبينترونكس. وشملت الأنشطة الحد من عدم اليقين والتباينات بين تقنيات القياس المختلفة، وتحليل الأصل الفيزيائي لتشتت البيانات، وتطوير إجراءات آلية للتحليل قائمة على الذكاء الاصطناعي. كما قيّم المشروع إمكانية توسيع نطاق هذه الأساليب لتشمل مجالات أخرى في سبينترونكس وتقنيات النانو.

النتائج المتوقعة
شملت النتائج المتوقعة للمشروع فهماً أفضل للأسباب الفيزيائية والإحصائية الكامنة وراء تشتت قياسات DMI، وتحديد استراتيجيات للحد من عدم اليقين التجريبي وتحسين قابلية تقنيات القياس لإعطاء نتائج قابلة للتكرار، فضلاً عن تطوير أدوات تحليل آلية قائمة على التعلم الآلي. وسعى المشروع أيضاً إلى إثبات إمكانات الذكاء الاصطناعي بوصفه دعماً قياسياً لسبينترونكس، وبصورة أعم، للتطبيقات في تقنيات النانو التي تواجه مشكلات مماثلة تتعلق بموثوقية القياسات.

النتائج المحققة 
حقق المشروع بنجاح ثلاثة أهداف رئيسية.

• التحديد الدقيق لتفاعل دزيا لوشينسكي–موريا البيني (iDMI). وُضعت إرشادات لتقنيتي القياس الرئيسيتين لـ iDMI: مطيافية برّيلوين للضوء (BLS)، والتمدد غير المتماثل للفقاعات المغناطيسية المقاس باستخدام تأثير كير المغناطيسي البصري (MOKE). وتحدد هذه الإرشادات الجوانب التقنية الأساسية اللازمة للحصول على قياسات دقيقة، وتتضمن دراسات لقابلية إعادة الإنتاج، وتحلل مدى اعتماد النتائج على المعلمات الداخلية والخارجية، وتقارن بين نماذج مختلفة لتقييم iDMI. ويوفر ذلك أداة موثوقة لتقييم جودة الأجهزة السبنترونية وأدائها واستهلاكها للطاقة.

• معالجة التباينات بين تقنيات القياس. وباتباع الإرشادات الموضوعة، أمكن خفض عدم اليقين في القياس بدرجة كبيرة في كلتا الطريقتين. وقد عُزي بنجاح التباين الكبير في قيم iDMI الواردة في الأدبيات العلمية إلى وجود التخميد اللولبي (chiral damping)، الذي يؤثر في تقنية تمدد الفقاعات على نحو يختلف عن تأثيره في BLS. وبفضل نموذج طُوّر في المشروع، أمكن الحصول على قيم متسقة لـ iDMI ضمن حدود عدم اليقين التجريبي باستخدام كلتا التقنيتين. وتعزز هذه النتيجة بدرجة كبيرة فهم فيزياء حركة جدران النطاقات في وجود iDMI.

• إمكان تطبيق المناهج الإحصائية ودمج الذكاء الاصطناعي. أُثبتت إمكانات استخدام التعلّم الآلي لإجراء تحليلات سريعة وعالية الإنتاجية لـ iDMI، مع مراعاة الجوانب الإحصائية، وذلك من خلال دراسة استندت إلى بيانات اصطناعية تحاكي تقنية تمدد الفقاعات. وقد أثبت النموذج متانته حتى في وجود عيوب مُحاكاة وصور ضبابية. وعند توفر قواعد بيانات مناسبة، يمكن أن يمهّد هذا العمل لتطوير أداة سريعة ومتاحة تستند إلى الذكاء الاصطناعي لتصنيف الأجهزة السبنترونية.
   

إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع: نماذج رياضية مبتكرة للمادة اللينة والمواد الهرمية

CODICE CUP:  D53D23006020006

الميزانية:  € 95.970

P.I.: Giuseppe Puglisi
مسؤولو وحدات البحث الأخرى:
لوتشيانو TERESI جامعة روما تري للدراسات
لوكا DESERI جامعة ترينتو للدراسات
أرسينيو CUTOLO جامعة نابولي فيديريكو الثاني للدراسات

وصف موجز للمشروع
يهدف مشروع «نماذج رياضية مبتكرة للمادة اللينة والمواد الهرمية» إلى تطوير نماذج رياضية متعددة المقاييس لدراسة المواد اللينة والمعقدة، من المواد الحيوية إلى المواد الهرمية المستوحاة من الطبيعة. ويتسم النهج بطابعه متعدد التخصصات، إذ يدمج الميكانيكا الإحصائية، وميكانيكا الأوساط المتصلة غير الخطية، والنمذجة متعددة الفيزياء، والمحاكاة العددية، والتحليلات التجريبية، وأساليب التعلم الآلي المستندة إلى المبادئ الفيزيائية. ونُظّمت الأنشطة ضمن أربعة محاور بحثية، تولّت تنسيق كلٍّ منها الوحدة المعنية: نماذج متعددة المقاييس للمواد البيولوجية والبوليمرية (وحدة بوليتكنيكو دي باري، الباحث الرئيسي: جوزيبي بوليزي)، وميكانيكا التخلق المورفولوجي (وحدة روما تري)، وعدم الاستقرار والتجعد في المواد اللينة فوق الركائز (وحدة ترينتو)، وميكانيكا الخلايا والفيزياء المتعددة (وحدة نابولي). وقد موّلت وزارة الجامعات والبحوث (MUR) المشروع.. 

الغرض
كان الهدف الأساسي إقامة صلة مباشرة بين السلوك العياني للمواد وخصائصها على المستويين المجهري والنانوي، من خلال الجمع بين التحليلات النظرية والحاسوبية والتجريبية. وتسعى وحدة البحث في بوليتكنيكو دي باري، على وجه الخصوص، إلى تطوير نماذج تنبؤية للمواد المستوحاة من الطبيعة، مع اهتمام خاص بالحرير والألياف الاصطناعية المستوحاة منه، وذلك بدمج الميكانيكا الإحصائية، ونمذجة التحولات الطورية، والتعلم الآلي المستند إلى المبادئ الفيزيائية. وتندرج أنشطة بوليتكنيكو دي باري ضمن المحور A للمشروع، المخصص للمناهج متعددة المقاييس للمواد البيولوجية والبوليمرية، مع تطبيقات في مجالات المواد المتقدمة والهندسة والميكانيكا الحيوية.. 

النتائج المتوقعة
هدفت أنشطة وحدة البحث في بوليتكنيكو دي باري إلى تطوير نماذج تحليلية متعددة المقاييس قادرة على ربط البنية الجزيئية والبنية المجهرية للمواد الحيوية باستجابتها العيانية. وكان من المتوقع التوصل إلى أدوات تحليلية جديدة قائمة على المبادئ الفيزيائية لوصف السلوك التأسيسي للمواد المعقدة، بما فيها الأنظمة الليفية والمواد البروتينية والمواد اللينة الخاضعة لظروف بيئية متغيرة، فضلًا عن التعمق في فهم الآليات التي تحكم التحولات الطورية والكسر والالتصاق والتقلبات الحرارية. وعلى صعيد نشر المعرفة، كان من المقرر نشر أبحاث في مجلات دولية مرموقة وإنشاء شبكة علمية مستدامة بين المجموعات المشاركة..

النتائج المحققة (لن يُستكمل هذا القسم بالنسبة إلى مشاريع PRIN 2022 المشمولة بعملية الترتيب، لأنها لا تزال قيد التنفيذ)
اتبعت أنشطة وحدة البحث في جامعة بوليتكنيك باري مسارًا علميًا متماسكًا، ربط بين الميكانيكا الإحصائية وميكانيكا المتصلات غير الخطية والنمذجة متعددة المقاييس، ضمن إطار نظري طُبّق على دراسة المواد اللينة والهرمية. وقد جرى توضيح الحدود الديناميكية الحرارية ودور التقلبات الحرارية في الأنظمة متعددة الاستقرار، مع تطبيقات على الكسر والالتصاق والتحولات الطورية. وتمحور أحد المسارات الرئيسية حول نمذجة حرير العنكبوت والمواد المستوحاة من الطبيعة: إذ فُسّر الانكماش الفائق باعتباره تحولًا طوريًا من الحالة الصلبة إلى الحالة الصلبة تحفزه الرطوبة، وأُعيد تفسير الاستجابة المقترنة بين الانكماش والالتواء باعتبارها أثر بوانتنغ مزدوجًا. وأسهمت مناهج التعلم الآلي المستندة إلى أسس فيزيائية في تطوير نماذج تحليلية قابلة للتفسير لهذه الأنظمة المعقدة.

على الصعيد التجريبي، وبفضل تمويل المشروع، جرى تطوير جهاز اختبار ثنائي المحور قائم، بإضافة حجرة مناخية للتحكم في درجة الحرارة والرطوبة، ومستشعرات جديدة، ونظام بصري للتصوير المجسم بتقنية الارتباط الرقمي للصور (stereo-DIC)، ما أتاح اكتساب معارف أساسية بشأن التأثيرات المقترنة لدرجة الحرارة والرطوبة في السلوك الميكانيكي للمواد المدروسة.

نُشرت النتائج في مجلات دولية رفيعة التأثير، كما عُرضت إسهامات في مؤتمرات وطنية ودولية. وعزز المشروع أيضًا بناء شبكة علمية تضم مجموعات بحثية وطنية أخرى تعمل في مجالات ذات صلة، وترسخت هذه الشبكة من خلال تنظيم لقاءات مشتركة بين مشروعات PRIN.

مولت وزارة الجامعة والبحث (MUR) المشروع.
 

إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع:  CAMEO - الوكلاء الحواريون: الإتقان والتقييم والتحسين

CODICE CUP:  D53D23008920006

الميزانية:  € 77.794,00

P.I. أو مسؤول U.R.: Tommaso Di Noia

وحدات بحث أخرى أو وحدات فرعية محتملة: 
UNIPD - جامعة بادوفا 
CNR - المجلس الوطني للبحوث 
POLIBA - جامعة بوليتكنيكو باري 
ROMA1 - جامعة سابينزا في روما

وصف موجز للمشروع
تُستخدم الوكلاء الحواريون اليوم على نطاق واسع في روبوتات الدردشة والهواتف الذكية والأجهزة المنزلية الذكية، مثل Google Home وAlexa وSiri. ومع ذلك، لا تزال تواجه صعوبة في دعم تفاعلات آنية طبيعية وجذابة ومراعية للسياق. 
عالج مشروع CAMEO هذه القيود بالاستفادة من سياق المستخدم بوصفه مصدرًا داخليًا للمعرفة، حيث يجمع المعلومات من التفاعلات السابقة ويثريها بمعرفة المجال. وقد أتاح ذلك إدارةً أكثر فاعلية للحوار، والإجابة عن الاستفسارات، والبحث المخصص، والتوصية. 

الغرض
من أبرز إسهامات CAMEO دمج البحث والتوصية ضمن إطار موحد، إلى جانب تحسين منهجيات التقييم لفهم سلوك الوكلاء الحواريين وتحسينه على نحو أفضل. 

النتائج المتوقعة
تعريف محرك بحث دلالي للاستعلام عن المعجم، بما يتيح استرجاع مداخل الكلمات وتحليل تطورها الدلالي، وإبراز إحصاءات مثل تواتر المصطلح بمرور الوقت، والتغيرات في معناه، والمصطلحات الأكثر تلازمًا معه. وسيتيح الاستعلام عن المعجم تتبّع الانعكاس الثقافي الذي حدث في فرنسا بين الحربين العالميتين وإبرازه. وسيكون المعجم متاحًا بنظام الوصول المفتوح. 
يشمل نشاط نشر النتائج مؤتمرًا دوليًا تُعرض فيه نتائج البحث، يعقبه نشر وقائع المؤتمر في مجلة متاحة بنظام الوصول المفتوح. كما يتضمن المشروع أنشطة واسعة للتواصل مع الجمهور، مثل المحاضرات في مؤسسات التعليم العالي والمدارس الصيفية.

النتائج المحققة (لن يُستكمل هذا القسم بالنسبة إلى مشاريع PRIN 2022 المشمولة بعملية الترتيب، لأنها لا تزال قيد التنفيذ)
نجح المشروع في إرساء نموذج جديد يجمع بين البحث الحواري والتوصية، من خلال دمج التوصية القائمة على الفهارس مع البحث المفتوح، وتطوير الأسس النظرية للأنظمة الحوارية. ومن أبرز النتائج تطوير مجموعة البيانات CosRec وإتاحتها؛ وهي أول مجموعة بيانات مشروحة بشريًا صُممت خصيصًا للبحث الحواري والتوصية المشتركين، وتوفر معيارًا مرجعيًا فريدًا وقابلًا لإعادة الإنتاج للأبحاث المستقبلية. 
كما أرسى المشروع الأساس لدمج الأنظمة الحوارية مع نماذج اللغة الكبيرة الناشئة (LLMs)، مسلطًا الضوء على إمكاناتها بوصفها واجهات للغة الطبيعية، وعلى القيود الحالية في التخصيص والموثوقية. ومن خلال إرساء وكلاء المحادثة على مصادر معرفية منظَّمة، يوفر المشروع أساسًا متينًا للتطورات المستقبلية. وبوجه عام، تسهم النتائج إسهامًا كبيرًا في تطوير أحدث ما توصلت إليه الأبحاث، وتوفر موارد وتوجهات أساسية لمواصلة تطوير أنظمة البحث والتوصية الحوارية. 
 

إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع: TRex-SE: الموصون الموثوقون × مهندسو البرمجيات 

CODICE CUP:  D53D23008730006

الميزانية:  € 87.060,00

P.I. أو مسؤول U.R.: Fedelucio Narducci

وحدات بحث أخرى أو وحدات فرعية محتملة: 
جامعة سانّيو في بينيفينتو (Unisannio) 
جامعة لاكويلا (Univaq) 

وصف موجز للمشروع
تدعم أنظمة التوصية لمهندسي البرمجيات (RSSEs) مهام التطوير من خلال اقتراح واجهات برمجة التطبيقات (APIs) أو مقتطفات برمجية أو خبراء لإدارة التغييرات. وقد أدى توافر البيانات من منصات مثل GitHub وStack Overflow، إلى جانب التقدم في تعلّم الآلة، إلى تحسين قدراتها بشكل ملحوظ. غير أن وفرة بيانات التدريب هذه تنطوي أيضًا على مخاطر. فقد تكون الشيفرات المقترحة عرضةً للثغرات أو خبيثة، لا سيما عندما يجري التلاعب بالمقاييس القائمة على الشعبية عبر مشاريع زائفة أو نقاشات مضللة. علاوة على ذلك، يحتاج المطورون إلى الشفافية بشأن مصدر التوصيات ومدى موثوقيتها، إذ تزداد أهمية الاعتبارات الأمنية والخصوصية والقانونية، أيضًا في ضوء اللوائح الناشئة المتعلقة بالذكاء الاصطناعي. 
إضافةً إلى ذلك، نادرًا ما تدمج أنظمة RSSEs ملاحظات المستخدمين بفعالية. وينبغي أن يتمكن المطورون من قبول التوصيات أو رفضها أو تعديلها، بما يتيح سيناريوهات مشاركة الإنسان في حلقة اتخاذ القرار، وهو ما يعزز دقة النظام وموثوقيته. 

الغرض
يهدف مشروع TRex-SE (الموصون الموثوقون × مهندسو البرمجيات) إلى معالجة هذه التحديات من خلال تطوير أساليب لتعزيز موثوقية أنظمة RSSEs. 

النتائج المتوقعة
تحديد الثغرات والتحيز في توصيات أنظمة RSSEs: 
بعد تقييم وجود توصيات عرضة للثغرات (أو محفوفة بالمخاطر على أي حال) تقدمها أنظمة RSSEs، وكذلك التوصيات المتأثرة بالتحيز، يهدف هذا المحور إلى تطوير أدوات تنقيب لأنظمة RSSEs تراعي الثغرات والتحيز. 
تصميم أنظمة RSSEs موثوقة وتقييمها: بعد تحليل التقنيات والمنهجيات المستخدمة لتصميم أنظمة توصية (RSs) منصفة وغير متحيزة وآمنة، يهدف هذا المحور إلى تصميم أساليب توصية لأنظمة RSSEs موثوقة وتقييمها. مشاركة الإنسان في حلقة اتخاذ القرار ضمن أنظمة RSSEs: بعد تحليل أنظمة RSs الحالية التي تتيح مشاركة الإنسان في حلقة اتخاذ القرار، يهدف هذا المحور إلى تطوير تقنيات وأدوات لإدارة ملاحظات المستخدمين في سياق أنظمة RSSEs.

النتائج المحققة (لن يُستكمل هذا القسم بالنسبة إلى مشاريع PRIN 2022 المشمولة بعملية الترتيب، لأنها لا تزال قيد التنفيذ) 
تحديد الثغرات والتحيز في أنظمة RSSEs 

• تطوير أدوات تنقيب وكشف قائمة على نماذج اللغة الكبيرة (LLMs) (مثل الكشف عن البرمجيات الخبيثة متعدد الوكلاء، وتصفية الضوضاء الدلالية) لتحديد البيانات المعرضة للثغرات أو المسمومة أو غير المتسقة.
• تحليل مشكلات التحيز والموثوقية في مخرجات نماذج اللغة الكبيرة ومعايير التقييم (مثل حساسية الموجّهات، والتحيز متعدد اللغات، وتسرب البيانات).
• إنشاء تصنيفات وإجراء دراسات تجريبية لفهم المخاطر في التطوير المدعوم بالذكاء الاصطناعي ومدخلات أنظمة RSSEs. 
   

تصميم أنظمة RSSEs موثوقة وتقييمها 

• تصميم أساليب توصية موثوقة تعالج الخصوصية (الخصوصية التفاضلية) والإنصاف (الحد من التحيز) وقابلية إعادة الإنتاج (DataRec).
• تطوير أدوات ونماذج أولية قائمة على نماذج اللغة الكبيرة (مثل تصنيف الديون التقنية المصرح بها ذاتيًا (SATD)، والتوصية بالتكامل والتسليم المستمرين (CI/CD)، وتوليد الاختبارات).
• إجراء تحقق تجريبي واسع النطاق، مع تسليط الضوء على فعالية أنظمة استرجاع البرمجيات وهندستها (RSSEs) القائمة على نماذج اللغة الكبيرة ومحدودياتها على حد سواء. 
   

إشراك الإنسان في الحلقة ضمن أنظمة استرجاع البرمجيات وهندستها (RSSEs) 

• إنشاء أدوات تراعي الملاحظات وتستفيد من مدخلات المطورين (مثل اكتشاف الديون التقنية المصرح بها ذاتيًا (SATD) وتحسين استرجاع المعرفة).
• تصميم آليات لدمج ملاحظات المستخدمين والتحقق منها ضمن سير عمل أنظمة استرجاع البرمجيات وهندستها (RSSE).
• تعزيز الشفافية والثقة، مثل اكتشاف الشيفرات البرمجية المولّدة بالذكاء الاصطناعي (GPTSniffer) وتحسين التفاعل مع نماذج اللغة الكبيرة.
   

التقنيات الحرجة والناشئة (STEP) – DM 25/10/2024

البرنامج الوطني للبحث والابتكار والتنافسية 2021-27 (صندوق النمو المستدام)

TITOLO DEL PROGETTO: 

رمز CUP: B99J25000470005

ميزانية جامعة بوليتكنيك باري: € 679.499,52

المحقق الرئيسي أو مسؤول الوحدة البحثية: Prof. Mario Carpentieri

الشركاء: 

CARPENTERIA SALENTINA S.R.L. 

TECNOLOGIE STRADALI S.R.L. UNIPERSONALE 

SINTESI DEL PROGETTO  

يهدف مشروع Wi-Road إلى تطوير نظام بنية تحتية مبتكر للشحن الديناميكي للمركبات الكهربائية باستخدام تقنية DWPT (نقل الطاقة اللاسلكي الديناميكي)، على جانب الطريق بالكامل. ويتمثل الهدف في تصميم نموذج أولي متكامل وإنشائه والتحقق من صلاحيته في بيئة مضبوطة، بحيث يكون قادراً على نقل الطاقة بالحث إلى المركبات الكهربائية أثناء تحركها، متجاوزاً القيود الحالية للشحن الثابت.

تتضمن المبادرة سلسلة منسقة من أنشطة البحث الصناعي والتطوير التجريبي. ويتعاون الشركاء على تطوير نظام قابل للتوسع، ومعياري، وقابل للتشغيل البيني، ومصمم لتحمل ظروف التشغيل القاسية (حركة المرور الكثيفة، والتقلبات الحرارية، والعوامل الجوية)، مع زيادة كفاءة الطاقة إلى أقصى حد وضمان السلامة والمتانة والتوافق الكهرومغناطيسي.

يرتكز المشروع على ثلاثة محاور رئيسية:

• الدمج المادي لمكونات DWPT في سطح الطريق، مع إيلاء الاهتمام لمقاومة الأحمال الميكانيكية وسهولة الوصول لأغراض الصيانة؛

• تصميم وحدة الإرسال وإنشاؤها، بما يشمل المحولات والملفات وتعويضات الرنين وأنظمة التحكم الذكي؛

• النمذجة والتحسين الكهرومغناطيسي والوظيفي، وصولاً إلى تطوير استراتيجيات التنشيط التنبؤي القادرة على تكييف أداء النظام ديناميكياً مع ظروف التشغيل الفعلية.

والغاية النهائية هي الحصول على نموذج توضيحي تكنولوجي قابل للتصنيع على نطاق ما قبل صناعي، يشكل أساساً ملموساً للتطبيقات المستقبلية على النطاقين الحضري وخارج المدن، ويسهم في انتشار التنقل الكهربائي بما يحقق الاستدامة البيئية والاستقلالية التشغيلية.

الأهداف

تتمثل الغاية النهائية لمشروع Wi-Road في تطوير بنية تحتية ذكية للطرق والتحقق من صلاحيتها في بيئة مضبوطة، بغرض الشحن الديناميكي للمركبات الكهربائية باستخدام تقنية DWPT (نقل الطاقة اللاسلكي الديناميكي)، على أن تكون متمركزة بالكامل في البنية التحتية. وسيكون النظام قادراً على نقل الطاقة لاسلكياً من سطح الطريق إلى مركبة كهربائية أثناء تحركها، بما يتيح تنقلاً كهربائياً متواصلاً ومستداماً وخالياً من الانبعاثات المحلية، ويتجاوز قيود مدى السير المرتبطة بسعة البطاريات والحاجة إلى التوقف للشحن.

يهدف المشروع إلى إنشاء نموذج أولي عامل على مسار اختبار، يتكون من وحدتين رئيسيتين:

• وحدة للطريق، مصممة لدمج الأنظمة الفرعية للإرسال مادياً ووظيفياً داخل الرصف، مع ضمان التوافق مع حركة المركبات والمتانة وتيسير الصيانة؛

• وحدة إرسال تحتوي على إلكترونيات القدرة والملفات ودوائر التعويض، ومزوّدة بمنظومات للتحكم الديناميكي في التفعيل وواجهات للاتصال، بما يضمن النقل الأمثل للطاقة إلى المركبات أثناء حركتها.

وبالتوازي، يتضمن المشروع أنشطة للنمذجة الكهرومغناطيسية، وتطوير خوارزميات للتحكم التنبؤي، والتحقق التجريبي من النظام، بمشاركة شركاء أكاديميين وصناعيين يمتلكون خبرات متكاملة.

RISULTATI ATTESI 

يهدف مشروع Wi-Road إلى إنشاء نموذج أولي عامل لنظام طرق لشحن المركبات الكهربائية لاسلكيًا أثناء سيرها. وستتمثل النتائج الرئيسية في تصميم جزء من البنية التحتية للطرق ودمجه واختباره في بيئة خاضعة للرقابة، بحيث يضم نظام DWPT (نقل الطاقة اللاسلكي الديناميكي) يعمل بالكامل.

وعلى وجه التحديد، يتضمن المشروع ما يلي:

• التصميم التفصيلي لسطح الطريق باستخدام مواد وتكوينات تتوافق مع وجود أجهزة الإرسال، دون المساس بالخصائص الإنشائية للرصف؛

• تطوير وحدة الإرسال، بما يشمل المكونات الإلكترونية ومنظومات التحكم اللازمة لنقل الطاقة بالحث؛

• نمذجة السلوك الكهرومغناطيسي للنظام ومحاكاته في ظروف مختلفة لحركة المرور وأوضاع الطريق؛

• إنشاء مقطع نموذجي فعلي مجهز بنظام DWPT واختباره في المختبر على مسار تجريبي؛

• وأخيرًا، تطوير خوارزميات للتفعيل الديناميكي والتنبؤي لمقاطع الإرسال، بهدف تحسين استهلاك الطاقة والحد من أي تداخل محتمل.

وستوفر هذه النتائج مجتمعةً أساسًا عمليًا للتنفيذ المستقبلي للنظام على نطاق أوسع، مع تطبيقات في البيئات الحضرية واللوجستية وعلى الطرق السريعة.

تمثل تقنية DWPT اليوم توجهًا ناشئًا في مجال التنقل الكهربائي، إلا أن تطبيقها الفعلي لا يزال مقتصرًا على عدد قليل من التجارب الأولية. ومن هذا المنطلق، يتميز مشروع Wi-Road بنهج متكامل للبنية التحتية، يجمع بين الخبرات في تصميم الطرق وإلكترونيات القدرة وأنظمة التحكم.

وبالمقارنة مع أحدث ما توصلت إليه التقنية، لا تكمن أصالة المشروع في مكوّن مبتكر واحد، بل في قدرته على الجمع بين تقنيات متعددة بصورة متسقة، وتطوير نظام متكامل قابل للتركيب والاختبار، مع إمكانية تكرار تنفيذه.

إلى جانب معالجة الجوانب التقنية لنقل الطاقة، يهدف المشروع إلى إيجاد حلول لمشكلات ملموسة تتعلق بمتانة رصف الطرق وصيانته والسلامة الكهرومغناطيسية والتوافق مع المركبات الحالية. لذا، لا يتعلق الأمر بتحسين تدريجي للحلول القائمة، بل بخطوة إلى الأمام نحو نوع جديد من البنية التحتية، صُمم لمواكبة نمو التنقل الكهربائي بفعالية واستدامة أكبر.

على المستوى الأوروبي، اقتصرت التجارب المماثلة حتى الآن على نماذج توضيحية مفاهيمية. أما مشروع Wi-Road فيهدف إلى تحقيق نتيجة ملموسة، خضعت للاختبار وأصبحت جاهزة للدمج في مشاريع بنية تحتية حقيقية مستقبلية، بالتعاون أيضًا مع الهيئات العامة أو الجهات المشغّلة للطرق السريعة.

بفضل تصميم متين للمشروع وارتكازه القوي على الخبرات التقنية للشركاء المشاركين، يمكن أن يشكل Wi-Road نقلة تكنولوجية حقيقية لقطاع البنية التحتية للطرق ولسلسلة القيمة الكاملة للشحن الكهربائي.

إلى جانب تحسين أداء أنظمة الشحن ومرونتها، سيسهم المشروع في تحفيز ابتكار حلول جديدة في مجال مواد رصف الطرق، وأجهزة الاستشعار المدمجة، وأنظمة التحكم الذكية، ونماذج التشغيل البيني بين المركبات والبنية التحتية. وعلى المدى البعيد، قد تمتد آثار النتائج أيضًا إلى قطاع الخدمات اللوجستية الحضرية، والنقل العام الكهربائي، وسياسات إزالة الكربون في المناطق.

إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع: عوامل النجاح التنظيمي للشركات الموجّهة نحو الاستدامة: تحليل للشركات الإيطالية في مراحل مختلفة من دورة حياتها 

رمز CUP D53D23006640006

الميزانية: € 140.655

P.I.: Prof.ssa Rosa Maria Dangelico (بوليتكنيكو باري)

وحدات بحثية أخرى: جامعة باليرمو؛ جامعة ميسينا

ضمّ المشروع ثلاث وحدات بحثية (بوليتكنيكو باري، وجامعة باليرمو، وجامعة ميسينا)، وحلّل عوامل النجاح التنظيمي للشركات الموجّهة نحو الاستدامة في مراحل مختلفة من دورة حياتها. وتحديدًا، تمثّل هدف المشروع في تحليل آثار العوامل المختلفة داخل المنظمات والعوامل بين المنظمات على أداء الشركات. وقد أُخذت في الاعتبار أبعاد مختلفة للأداء، وهي الأبعاد الاقتصادية والبيئية والاجتماعية. استنادًا إلى الأدبيات، وُضع إطار نظري يربط بين العوامل التنظيمية وأداء الشركات. درس المشروع 406 شركات إيطالية، شملت عينة من 203 شركات حاصلة على شهادة B Corp، إلى جانب عينة ضابطة تضم 203 شركات. وتشمل هاتان العينتان شركات في مراحل مختلفة من دورة حياتها (شركات ناشئة وشركات ناضجة). جُمعت البيانات منذ عام 2014 من قواعد بيانات تجارية متعددة (أي Orbis وOrbis IP وZephyr) ومصادر أخرى (أي LinkedIn ومواقع الشركات وتقارير الاستدامة الصادرة عنها). واستُخدمت تقنيات التنقيب في النصوص لاستخراج بيانات عن أنماط العمليات المستدامة من 548 تقريرًا للاستدامة صادرًا عن الشركات؛ ثم جرى التحقق من هذه البيانات بمقارنتها بتحليل نوعي، لتقييم أدوات البحث الناشئة مثل نماذج اللغة الكبيرة (LLMs). ولاختبار الفرضيات المطوّرة، استخدم المشروع نماذج انحدار بيانات اللوحات. 

تتعلق النتائج المتوقعة بأنماط عمليات الأعمال المستدامة والقدرات التي تطبقها الشركات الموجّهة نحو الاستدامة، وبآثار العوامل داخل المنظمات وبينها على الأبعاد المختلفة لأداء الشركات. 

النتائج المحققة هي: إنشاء قاعدة بيانات فريدة وأصلية تتضمن بيانات عن العوامل داخل المؤسسة (خصائص فريق الإدارة وأنماط عمليات الأعمال المستدامة وقدراتها) والعوامل بين المؤسسات (من حيث أوجه التعاون الاستراتيجي)، فضلًا عن مختلف أبعاد أداء الشركات (العائد على الاستثمار، وبراءات الاختراع، والشهادات البيئية، والشهادات الاجتماعية)؛ ومعدل تطبيق القدرات والأنماط المستدامة المختلفة لدى الشركات الموجّهة نحو الاستدامة، ومقارنة معدل تطبيق القدرات بين الشركات الناشئة والشركات الراسخة؛ وآثار خصائص فريق الإدارة وأوجه التعاون الاستراتيجي على أداء الشركات، والدور المُعدِّل للتوجّه نحو الاستدامة؛ وآثار خصائص فريق الإدارة وأوجه التعاون الاستراتيجي، والدور المُعدِّل لعمر الشركة؛ وآثار خصائص فريق الإدارة وأوجه التعاون الاستراتيجي والقدرات المستدامة على أداء الشركات.

استنادًا إلى النتائج المتحققة، وُضعت إرشادات إدارية وسياساتية.

نُشرت النتائج المتحققة في مؤتمرات وورشة عمل نظّمها بوليتكنيكو باري.

إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع: التصوير التداخلي من دون ملصقات في الدوائر الفوتونية، باستخدام كواشف أقل، في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة - MIRABILIS 

CODICE CUP: D53D23002780006

الميزانية: € 74.871

الباحث الرئيسي أو مسؤول وحدة البحث: Massimo Brambilla (الباحث الرئيسي)

وحدات البحث الأخرى أو الوحدات الفرعية المحتملة: PoliTo، UniBa

وصف موجز للمشروع
يهدف مشروع MIRABILIS إلى الجمع بين ثلاث سمات أساسية في التصوير البصري ضمن النوافذ الطيفية للإشعاع ذات الصلة البيولوجية (الأشعة تحت الحمراء المتوسطة): أ) تنفيذ التصوير ببكسل واحد (SPI) لهدف ما، باستخدام إضاءة يوفرها نمط مجال التبقّع، يُولَّد إما في الفضاء الحر أو في منصة فوتونية؛ ب) استخدام قياس التداخل بالتغذية الراجعة البصرية (OFI) في ليزر ثنائي أو ليزر شلال كمي (QCL) لاستخلاص خصائص الهدف وفق مخطط SPI الموضح أعلاه، من دون استخدام كاشف خارجي؛ ج) توصيف سمات الهدف وتصنيفها باستخدام خوارزميات تعلّم الآلة. 

الغرض
صُمّم مشروع MIRABILIS لتحقيق تصوير لأنسجة شبحية في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة، اعتمادًا على قياس التداخل بالتغذية الراجعة البصرية (OFI) في ليزر شلال كمي (QCL) والتصوير ببكسل واحد (SPI)، باستخدام إضاءة يوفرها نمط مجال التبقّع. وكان من المقرر التحقق من صحة ذلك في الفضاء الحر وفي منصة فوتونية (مصفوفة الطور البصري، OPA). 

النتائج المتوقعة
النتائج الرئيسية الثلاث المتوقعة والعناصر الابتكارية للمشروع هي: أ) استخدام دائرة ضوئية متكاملة (PIC)، مثل مصفوفة الطور البصري (OPA)، لتوفير أنماط إضاءة متعددة ومتحكَّم بها لهدف ما، بما يشمل مرحلة قابلة للبرمجة للامتثال للبند التالي؛ ب) جمع أنماط الضوء المنعكس عن الهدف واختزالها إلى إشارة أحادية البعد لمعالجتها باستخدام تقنيات التصوير بالبكسل الواحد (SPI)، مع مساهمة إضافية تتمثل في خوارزميات قائمة على تعلّم الآلة (ML)؛ ج) تمييز إشارة التصوير بالبكسل الواحد هذه ومعالجتها بواسطة الليزر الرئيسي نفسه في
مخطط قياس التداخل بالخلط الذاتي، الذي يتيح إعادة بناء معلومات الهدف من قياسات الجهد عند نقاط التلامس بالليزر

النتائج المحققة
قيّم مشروع MIRABILIS إمكانية الاستفادة من أساليب التصوير بالاستشعار المضغوط (CS) / التصوير ببكسل واحد (SPI)، إما باستخدام كاشف خارجي أو، وهو الأهم، ضمن تهيئة تعتمد مخطط OFI، حيث يوفر الليزر إضاءة الهدف ويرصد أيضًا التغذية الراجعة من خلال قياس تغيرات الجهد عند نقاط التلامس بالليزر. وتم السعي إلى تمييز الصور وتصنيفها باستخدام أحدث تقنيات تعلّم الآلة. وبالتوازي، أُنجزت إعادة بناء الصور 

استنادًا إلى الإضاءة بالتبقّع وجمع الإشارة ببكسل واحد. واستُكملت جميع الأهداف المذكورة أعلاه بنمذجة ومحاكاة مبتكرتين للتنبؤ بها ودعمها وتوجيهها.
تمثل الإنجاز الثاني للمشروع في تصميم مصفوفة الطور البصري (OPA) والتحقق من صحتها في نطاق الأشعة تحت الحمراء المتوسطة، ما يمهّد الطريق للتصوير باستخدام أجهزة فوتونية قائمة على منصات السيليكون. وفي المنطقة الطيفية للأشعة تحت الحمراء المتوسطة، تطلّب تصميم مجموعة موثوقة من أدوات تصميم العمليات (PDKs) تصميمًا ومحاكاةً جديدين لجميع العناصر اللازمة باستخدام أدوات تجارية وأخرى مطوّرة ذاتيًا. 

في النطاق الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة، أُنجز نموذج أولي لمصفوفة طور بصري (OPA) قصيرة المدى تعمل عند 1500 nm، بالتعاون مع ST-Microelectronics، وأتاح أول إثبات للمبدأ الخاص بـ
التصوير بقياس التداخل بالتغذية الراجعة البصرية (OFI) مع مرور مزدوج عبر دارة متكاملة فوتونية معقدة (PIC).  

 

إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع: HERA (وكيل استعادة الطاقة الشامل) 

رمز CUP: D53D23003910006

الميزانية: € 68.500

المسؤول عن الوحدة البحثية: Prof. Umberto Berardi

وحدات بحث أخرى أو وحدات فرعية محتملة:

• جامعة نابولي فيديريكو الثاني (المسؤول الرئيسي: الأستاذة أناماريا بونومانو)

• جامعة سابينزا في روما (المسؤول عن الوحدة البحثية – الأستاذ دافيدي أستياسو غارسيا)

وصف موجز للمشروع

يندرج مشروع HERA (وكيل استعادة الطاقة الشامل) في سياق التحول في مجال الطاقة الحضرية، ويعالج الحاجة المتزايدة إلى خفض الانبعاثات، وتحسين كفاءة الطاقة، وتعزيز قدرة الأنظمة الحضرية على الصمود. ويركز المشروع، على وجه الخصوص، على تطوير نهج شامل لتصميم المناطق الحضرية للطاقة المستدامة وإدارتها، وهي تجمعات من المباني المترابطة القادرة على التفاعل بذكاء مع شبكات الطاقة. وتدمج هذه الأنظمة مصادر الطاقة المتجددة، وأنظمة التخزين، واستراتيجيات متقدمة لإدارة الطاقة، مع مراعاة دور التنقل الكهربائي وسلوك المستخدمين أيضًا. ويستند النهج المقترح إلى منصة محاكاة ديناميكية متعددة المقاييس، تتيح نمذجة المباني والبنى التحتية للطاقة وتدفقاتها، وتقييم أدائها من النواحي المتعلقة بالطاقة والبيئة والاقتصاد.

الغرض

تهدف غايات المشروع إلى دعم تصميم مناطق الطاقة القادرة على الصمود والمرنة والمنخفضة الانبعاثات وتحسينها، من خلال تعزيز التكامل بين التخطيط الحضري والطاقة. وفي هذا السياق، يسعى HERA إلى سد الثغرات القائمة في أدوات النمذجة الحضرية، عبر تطوير حلول تتيح تمثيل المباني وأنظمة الطاقة والشبكات بصورة متكاملة، ودعم عمليات اتخاذ القرار من خلال عمليات المحاكاة المتقدمة وخوارزميات التحسين. كما يهدف المشروع إلى تشجيع اعتماد استراتيجيات مبتكرة مثل الاستجابة للطلب، وتقاسم الطاقة، والربط بين القطاعات، بما يسهم في تعزيز الاكتفاء الذاتي من الطاقة في المناطق وتقليل الاعتماد على مصادر الوقود الأحفوري. 

النتائج المتوقعة

تشمل النتائج المتوقعة للمشروع، في المقام الأول، تطوير منصة مبتكرة للمحاكاة والتحسين، قادرة على تحليل السلوك الطاقي لمناطق حضرية معقدة وتحديد التكوينات الأكثر كفاءة من حيث التقنيات والأنظمة واستراتيجيات الإدارة. ويضاف إلى ذلك وضع نماذج متقدمة لتمثيل المباني وأنظمة الطاقة، بما في ذلك نماذج مبسطة (Reduced Order Models) لتقليل أوقات الحساب وتيسير التطبيق على نطاق واسع. كما يتضمن المشروع تنفيذ دراسات حالة واقعية وتمثيلية وتحليلها، للاستفادة منها في التحقق من صحة المنهجيات المطورة وإنشاء مجموعات بيانات ومعارف قابلة للنقل. وتتمثل نتيجة أخرى في إعداد مبادئ توجيهية ومعايير تصميمية لإنشاء مناطق طاقة مستدامة وإدارتها، فضلاً عن تطوير استراتيجيات متقدمة لإدارة الطاقة تستند إلى التحسين والذكاء الاصطناعي والنماذج التنبؤية. 

النتائج المحققة 

في ختام أنشطة المشروع، حقق مشروع HERA نتائج مهمة على الصعيدين العلمي والتطبيقي، وأسهم إسهاماً ملموساً في تطوير المعارف والأدوات اللازمة للتحول الطاقي للأنظمة الحضرية.

أولاً، جرى تطوير منصة مبتكرة للمحاكاة الديناميكية والتحسين، قادرة على نمذجة السلوك الطاقي لمجموعات المباني والمناطق الحضرية المعقدة بصورة متكاملة، بالاستناد إلى نموذج تحسين متعدد العقد طويل الأمد (H2RES). وتتيح هذه المنصة تحليل التفاعلات بين الطلب على الطاقة والإنتاج من مصادر متجددة وأنظمة التخزين والبنى التحتية للشبكات، بما يسمح بتحديد التكوينات المثلى من حيث كفاءة الطاقة وخفض الانبعاثات ومرونة النظام. 

وبالتوازي مع ذلك، أفضى المشروع إلى تطوير نماذج متقدمة لتمثيل المباني وأنظمة الطاقة، بما في ذلك نماذج مبسطة (Reduced Order Models) قادرة على تحقيق توازن جيد بين الدقة ومدة الحساب. وقد أتاحت هذه الأدوات محاكاة مناطق حضرية بأكملها بكفاءة، مما جعل من الممكن تحليل سيناريوهات معقدة واستكشاف استراتيجيات متنوعة للتحديث وإدارة الطاقة.

وتتعلق نتيجة أخرى بتحديد استراتيجيات متقدمة لإدارة الطاقة وتنفيذها، استناداً إلى مفاهيم الاستجابة للطلب (demand response) وتقاسم الطاقة (energy sharing) والتكامل متعدد النواقل (الكهرباء والحرارة والتنقل). وفي هذا المجال، طُوّرت خوارزميات للتحسين وأساليب قائمة على الذكاء الاصطناعي والتعلّم الآلي، قادرة على تحسين إدارة تدفقات الطاقة وتعزيز الاكتفاء الذاتي والقدرة على الصمود في المناطق، حتى عند وجود مصادر متجددة متقطعة.

إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع: 20227Y5NZ2 - إعادة تشكيل دور القياس في عصر 4.0: نحو نظام قياس سيبراني-فيزيائي لتطبيقات المراقبة المتقدمة

رمز CUP: D53D23001050006

الميزانية: € 84.960,00

مسؤول وحدة البحث في بوليتكنيك باري: نيكولا جاكوينتو

الباحث الرئيسي الوطني: Leopoldo Angrisani - جامعة روما «لا سابينزا»

وصف موجز للمشروع

يتناول المشروع تطور أنظمة القياس والمراقبة في مجال الأنظمة السيبرانية-الفيزيائية وتقنيات الصناعة 4.0. ويتمثل الهدف في تجاوز الدور التقليدي لأنظمة القياس بوصفها أدوات بسيطة لاقتناء البيانات، وتحويلها إلى مكونات نشطة قادرة على دمج القياس والنمذجة والمحاكاة والمعالجة المتقدمة.

يطوّر المشروع نموذج أنظمة القياس السيبرانية-الفيزيائية (CPMS). وتتعلق دراسة الحالة بأنظمة قياس موزعة تستند إلى تقنية قياس الانعكاس في المجال الزمني (TDR)، وتُطبَّق على كشف المياه والتغيرات في الخصائص العازلية للوسط الخاضع للمراقبة. وتسهم وحدة البحث في جامعة بوليتكنيك باري، على وجه الخصوص، في تطوير التوأم الرقمي لنظام القياس، من خلال نماذج قادرة على محاكاة سلوك أنظمة TDR الموزعة في ظروف واقعية وغير مثالية، ودعم عمليات عكس TDR والمحاكاة وتقييم عدم اليقين.

الغرض

تتعلق الأهداف الرئيسية لوحدة البحث في جامعة بوليتكنيك باري بما يلي

رمز CUP: D53D23001050006

الميزانية: € 84.960,00

مسؤول وحدة البحث في بوليتكنيك باري: نيكولا جاكوينتو

الباحث الرئيسي الوطني: Leopoldo Angrisani - جامعة روما «لا سابينزا»

وصف موجز للمشروع

يتناول المشروع تطور أنظمة القياس والمراقبة في مجال الأنظمة السيبرانية-الفيزيائية وتقنيات الصناعة 4.0. ويتمثل الهدف في تجاوز الدور التقليدي لأنظمة القياس بوصفها أدوات بسيطة لاقتناء البيانات، وتحويلها إلى مكونات نشطة قادرة على دمج القياس والنمذجة والمحاكاة والمعالجة المتقدمة.

يطوّر المشروع نموذج أنظمة القياس السيبرانية-الفيزيائية (CPMS). وتتعلق دراسة الحالة بأنظمة قياس موزعة تستند إلى تقنية قياس الانعكاس في المجال الزمني (TDR)، وتُطبَّق على كشف المياه والتغيرات في الخصائص العازلية للوسط الخاضع للمراقبة. وتسهم وحدة البحث في جامعة بوليتكنيك باري، على وجه الخصوص، في تطوير التوأم الرقمي لنظام القياس، من خلال نماذج قادرة على محاكاة سلوك أنظمة TDR الموزعة في ظروف واقعية وغير مثالية، ودعم عمليات عكس TDR والمحاكاة وتقييم عدم اليقين.

الغرض

تتعلق الأهداف الرئيسية لوحدة البحث في جامعة بوليتكنيك باري بما يلي:

1. إنشاء توائم رقمية لأنظمة TDR موزعة في ظروف واقعية؛

2. النمذجة الكهرومغناطيسية والحاسوبية لنظام القياس؛

3. تطوير تقنيات لعكس مخططات الانعكاس وتفسيرها آليًا؛

4. استخدام CPMS لمحاكاة نظام القياس وتقييم عدم اليقين؛

5. التطبيق على المراقبة الموزعة للمياه والرطوبة.

النتائج المتوقعة

يشمل المشروع التوائم الرقمية والنماذج الكهرومغناطيسية والحاسوبية وتقنيات عكس TDR وخوارزميات المعالجة الآلية لمخططات الانعكاس. كما يتضمن منهجيات للتقييم الكمي لعدم اليقين، والتحقق التجريبي في المختبر، ونتائج منهجية مفيدة للتطبيقات المستقبلية لأنظمة CPMS.

النتائج المحققة

يمكن تلخيص النتائج المحققة على النحو التالي:

1. تم تطوير توأم رقمي لنظام TDR يستند إلى مستشعر ثنائي السلك، لتقدير ملف رطوبة التربة كمّيًا. ويدمج النموذج العلاقة بين رطوبة التربة وثابت عزلها، والسلوك الكهرومغناطيسي المستعرض للمستشعر، والسلوك الطولي لخط الاستشعار.

2. تم تطوير منهجية لعكس قياسات TDR قائمة على نماذج الصندوق الرمادي، قادرة على إعادة إنتاج مخططات الانعكاس المقاسة في ظروف تشغيل غير مثالية، حتى في وجود إشارات غير منتظمة ومعرفة غير مكتملة بالمعلمات الكهرومغناطيسية للنظام.

3. استُخدم التوأم الرقمي لمحاكاة نظام القياس بصورة واقعية، وللتقييم الكمي لعدم اليقين من خلال محاكاة مونت كارلو التي تمثل تغيرات النظام الفيزيائي.

4. استُحدث إجراء لعكس قياسات TDR على مرحلتين لتحسين دقة تحديد موقع الماء على طول المستشعر الموزع، من خلال الجمع بين إعادة بناء مرنة للملف العازل وتقدير معلمي للمنطقة المتأثرة.

5. طُوّر نهج قائم على البيانات لعكس قياسات TDR يستند إلى شبكات عصبية من نوع المحوّل، لإعادة بناء ملفات السعة الموزعة تلقائيًا انطلاقًا من مخططات الانعكاس، من دون إجراءات تحسين تكرارية.

6. جرى التحقق من صحة المنهجيات المطوّرة من خلال عمليات محاكاة وحملات تجريبية مخبرية. وتؤكد النتائج فعالية النهج في تحديد موقع الماء، وتقدير الرطوبة، والتقييم المترولوجي لأنظمة TDR الموزعة.

النتائج المتوقعة

يشمل المشروع التوائم الرقمية والنماذج الكهرومغناطيسية والحاسوبية وتقنيات عكس TDR وخوارزميات المعالجة الآلية لمخططات الانعكاس. كما يتضمن منهجيات للتقييم الكمي لعدم اليقين، والتحقق التجريبي في المختبر، ونتائج منهجية مفيدة للتطبيقات المستقبلية لأنظمة CPMS.

النتائج المحققة

يمكن تلخيص النتائج المحققة على النحو التالي:

1. تم تطوير توأم رقمي لنظام TDR يستند إلى مستشعر ثنائي السلك، لتقدير ملف رطوبة التربة كمّيًا. ويدمج النموذج العلاقة بين رطوبة التربة وثابت عزلها، والسلوك الكهرومغناطيسي المستعرض للمستشعر، والسلوك الطولي لخط الاستشعار.

2. تم تطوير منهجية لعكس قياسات TDR قائمة على نماذج الصندوق الرمادي، قادرة على إعادة إنتاج مخططات الانعكاس المقاسة في ظروف تشغيل غير مثالية، حتى في وجود إشارات غير منتظمة ومعرفة غير مكتملة بالمعلمات الكهرومغناطيسية للنظام.

3. استُخدم التوأم الرقمي لمحاكاة نظام القياس بصورة واقعية، وللتقييم الكمي لعدم اليقين من خلال محاكاة مونت كارلو التي تمثل تغيرات النظام الفيزيائي.

4. استُحدث إجراء لعكس قياسات TDR على مرحلتين لتحسين دقة تحديد موقع الماء على طول المستشعر الموزع، من خلال الجمع بين إعادة بناء مرنة للملف العازل وتقدير معلمي للمنطقة المتأثرة.

5. طُوّر نهج قائم على البيانات لعكس قياسات TDR يستند إلى شبكات عصبية من نوع المحوّل، لإعادة بناء ملفات السعة الموزعة تلقائيًا انطلاقًا من مخططات الانعكاس، من دون إجراءات تحسين تكرارية.

6. جرى التحقق من صحة المنهجيات المطوّرة من خلال عمليات محاكاة وحملات تجريبية مخبرية. وتؤكد النتائج فعالية النهج في تحديد موقع الماء، وتقدير الرطوبة، والتقييم المترولوجي لأنظمة TDR الموزعة.

إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع: تقنية التوأم الرقمي لتطوير محرك هيدروجيني بالحقن المباشر منخفض الضغط (LP-DI) للتطبيقات الثقيلة (DHYCE-HD)

CODICE CUP: D53D23004150006

ميزانية جامعة بوليتكنيك باري: € 148.702

مسؤول وحدة البحث: الأستاذ Pietro De Palma

وحدات البحث الأخرى: جامعة بوليتكنيك ميلانو (الأستاذ Gianluca D’Errico)

وصف موجز للمشروع

صُمّم مشروع DHYCE-HD (تقنية التوأم الرقمي لتطوير محرك هيدروجيني بالحقن المباشر منخفض الضغط للتطبيقات الثقيلة) لتسريع الانتقال إلى أنظمة دفع عديمة الانبعاثات، من خلال إنشاء إطار عمل عددي متقدم مخصص لمحركات الاحتراق الداخلي العاملة بالهيدروجين.

ينقسم المشروع إلى حزم عمل (WP) مختلفة، وقد أتاح التعاون بين مجموعتي البحث في جامعتي بوليتكنيك ميلانو وباري. وتتولى مجموعة بوليتكنيك ميلانو المسؤولية الرئيسية عن تطوير نهج عددي موثوق سيشكّل البنية الأساسية للتوأم الرقمي. وتركزت الأنشطة البحثية على تطوير أدوات المحاكاة المتقدمة أحادية البعد (1D) وديناميكا الموائع الحسابية ثلاثية الأبعاد (CFD 3D) ودمجها، ولا سيما الشيفرتين Gasdyn وLibICE. وقد عُزّزت هذه الأدوات للتعامل مع الخصائص المميزة والمعقدة لاحتراق الهيدروجين، مثل سرعة اللهب العالية جدًا، وطاقة الاشتعال المنخفضة، ونطاق قابلية الاشتعال الواسع.

تتولى جامعة بوليتكنيك باري مسؤولية تطبيق الطرق العددية غير التذبذبية (WENO). وتُعد هذه المخططات عالية الدقة أساسية لالتقاط موجات الصدمة المعقدة والانقطاعات المميزة لنفاثات الهيدروجين عالية السرعة، ما يحسّن بدرجة كبيرة متانة المحاكاة ودقتها.

يتمثل النشاط البحثي الرئيسي في إجراء دراسة متوازية لمحرك للتطبيقات الثقيلة مزود بنظام حقن مباشر للهيدروجين (H₂-DI). ويُجرى هذا التحليل عند نقاط تشغيل متعددة، مع مقارنة مناهج النمذجة الراسخة بالأساليب الجديدة المطوّرة. وأخيرًا، يخضع إطار العمل العددي بأكمله لعملية تحقق صارمة باستخدام بيانات تجريبية متاحة في المراجع العلمية، لضمان دقة القدرات التنبؤية لمنصة DHYCE-HD وموثوقيتها في التطبيقات الصناعية.

الأهداف

1. تحديد المزايا والعيوب الرئيسية لمحرك هيدروجيني بالحقن المباشر منخفض الضغط (LP-DI) للتطبيقات الثقيلة.

2. تعزيز الخبرات التقنية المتعلقة بتكنولوجيا محركات الهيدروجين، مع إيلاء اهتمام خاص لما يلي: أ) العمليات الفيزيائية المعقدة لحقن الهيدروجين مباشرةً في المحركات وتكوين الخليط لاحقًا؛ ب) تأثير ضغط حقن H₂ ومعدل تدفقه، فضلًا عن موضع الحاقن وهندسته، في كفاءة المحرك والانبعاثات؛ ج) الاحتراق المضطرب لخلائط الهواء والهيدروجين الممزوجة مسبقًا، بما في ذلك الظروف الطبقية، مع تحديد حد الاحتراق الفقير ومخاطر الطرق؛ د) تكوّن أكاسيد النيتروجين داخل الأسطوانة واستراتيجيات الحد منها؛

3. تطوير منهجيات سريعة ودقيقة لديناميكا الموائع الحسابية (CFD)، لتطبيقها على محركات الهيدروجين ذات الحقن المباشر (DI)، بالاستناد إلى تقنيات مفتوحة المصدر تتيح الاستفادة منها في الأنشطة البحثية المستقبلية؛

4. تحديد تكوين افتراضي لمحرك هيدروجيني بالحقن المباشر منخفض الضغط (LP-DI) للتطبيقات الثقيلة، يتسم بكفاءة عالية وانبعاثات منخفضة من أكاسيد النيتروجين (NOx).

النتائج الرئيسية المتوقعة:

1. إعداد تقرير مُحدَّث عن أحدث ما توصلت إليه المعرفة بشأن استخدام الهيدروجين وقودًا في محركات الاحتراق الداخلي؛

2. وضع علاقات ترابطية لسرعة الاحتراق الصفائحي لاستخدامها في شفرات CFD ونماذج 1D؛

3. اكتساب المعرفة بالجوانب الأساسية لحقن الهيدروجين ومزجه واحتراقه، بما في ذلك تقييم المخططات العددية عالية الدقة؛

4. وضع منهجية عددية دقيقة مطوَّرة خصيصًا لمحركات LP-DI العاملة بالهيدروجين؛

5. تقييم أداء محرك افتراضي مُحسَّن، مزوّد بشاحن توربيني ويعمل بالهيدروجين بنظام LP-DI، واستهلاكه للوقود وانبعاثاته، في ظروف التشغيل المستقرة والانتقالية على حد سواء؛

6. تقييم تأثير توقيت بدء الحقن وتوقيت تقديم الإشعال على الاشتعال المسبق وانبعاثات NOx في ظروف الاحتراق الفقير؛

7. وضع توأم رقمي لغرفة الاحتراق في محرك LP-DI يعمل بالهيدروجين، مع إثبات إمكانية تحقيق أداء استثنائي من حيث الكفاءة والانبعاثات باستخدام وقود عديم انبعاثات الكربون؛

8. إنتاج معلومات تقنية مفصلة لتصنيع محرك يعمل بالهيدروجين «الأخضر»، بما يحقق آثارًا اقتصادية واجتماعية مهمة في قطاعي التنقل والطاقة في أوروبا وإيطاليا، في سياق التحول البيئي نحو اقتصاد مستدام.

النتائج المحققة

حققت وحدة البحث (RU) في جامعة بوليتكنيك باري نتائج مهمة، إذ طوّرت منهجيات عددية عالية الدقة لحقن الهيدروجين ومزجه وتحققت من صلاحيتها. وعلى وجه الخصوص، أتاح تطبيق مخططات WENO عالية الرتبة تمثيل نفاثات الهيدروجين فائقة التمدد بدقة، مع التقاط البنى الصدمية المعقدة، وعدم استقرار نفاثات الهيدروجين، وديناميكيات المزج بدقة تفوق المخططات التقليدية. وتمثل هذه التطورات تقدمًا مهمًا في معالجة إحدى أبرز التحديات التي تواجه محركات الهيدروجين ذات الحقن المباشر، وهي المزج السريع والفعّال للهواء والوقود في ظروف جريان شديدة الانضغاط.

وبالتوازي، طُوّرت علاقات تحليلية لسرعة الاحتراق الصفائحي ومقاربات حركية مُجدولة للاشتعال الذاتي، مما أتاح نماذج متينة وفعّالة من الناحية الحسابية للتنبؤ بالاحتراق والطرق في المحاكاة أحادية وثلاثية الأبعاد.

تم توسيع الإطار العددي المُعتمَد ليشمل محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية ثلاثية الأبعاد لدورة المحرك بأكملها. كما جرى تطوير منهجية موثوقة للاقتران بين النماذج أحادية وثلاثية الأبعاد والتحقق من صلاحيتها، ومقارنتها ببيانات تجريبية لمحرك يعمل بالهيدروجين، مما أثبت قدرتها على إعادة إنتاج تطور الضغط داخل الأسطوانة وبُنى التدفق وخصائص الاضطراب بدقة. كذلك أُجريت تحليلات مفصلة لعمليات تكوين الخليط والاحتراق في تكوينات تعمل بالهيدروجين.

طُبّقت منهجية WENO بنجاح على محاكاة ثلاثية الأبعاد كاملة لمحرك الاحتراق الداخلي موضع الدراسة. وحُلّلت ثلاث حالات تشغيل تميزت باختلاف توقيت بدء حقن الهيدروجين (SOI = 540, 630 و660 CAD)، مع ثبات ضغط الحقن. وقد أتاحت هذه الدراسة تقييمًا مباشرًا لتأثير المخططات العددية عالية الرتبة على التنبؤ بظواهر الحقن والاختلاط وتطور التدفق داخل الأسطوانة في ظروف تشغيل واقعية للمحرك. وأكدت النتائج قدرة أكبر للنهج القائمة على WENO على التقاط التدرجات الحادة والتفاعلات بين موجات الصدمة وآثار التطبّق، مما يعزز موثوقية التنبؤات في محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية ويسهم مباشرة في تطوير توأم رقمي عالي الدقة.

بوجه عام، توفر هذه النتائج قاعدة علمية وتقنية متينة للتطورات المستقبلية في مجال محركات الاحتراق الداخلي العاملة بالهيدروجين، وتسهم في تقدم تقنيات الدفع عديمة انبعاثات الكربون لقطاع المركبات الثقيلة.

إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع: كاميرا كومبتون رائدة للعلاج بالهادرونات باستخدام حجرة بكسلات ثلاثية الأبعاد من السيليكون

رمز CUP D53D23002810006

الميزانية: € 86,500

الباحث الرئيسي أو مسؤول وحدة البحث  الأستاذ جوزيبي أوجينيو برونو

وحدات بحثية أخرى جامعة كالياري، المعهد الوطني للفيزياء النووية (INFN)

وصف موجز للمشروع

اقترح المشروع تطوير جيل جديد من كاميرات كومبتون عالية الأداء، استنادًا إلى الاستخدام المبتكر لحجرة بكسلات من السيليكون بوصفها كاشفًا للتشتت. والهدف هو تجاوز قيود كاميرات كومبتون التقليدية، التي تتطلب عددًا كبيرًا من الفوتونات لإعادة بناء اتجاه مصدر أشعة غاما، ما يحول دون استخدامها فعليًا عبر الإنترنت في تطبيقات بالغة الأهمية، مثل العلاج بالهادرونات.

صُممت حجرة البكسلات لتكون كاشفًا ذا تتبّع ثلاثي الأبعاد مستمر، يتكوّن من تراكب عدد كبير من المستشعرات الأحادية فائقة الرقة وذات الدقة المكانية العالية للغاية. ويتيح هذا التكوين إعادة بناء مسار إلكترون الارتداد الناتج عن تفاعل كومبتون بدقة ميكرومترية. وتتيح معلومات تتبّع إلكترون كومبتون تضييق نطاق عدم اليقين بشأن اتجاه الفوتون الساقط بدرجة كبيرة، فتحوّل إعادة البناء من سطح مخروطي كامل إلى مقطع مخروطي صغير، مع إمكانية زيادة كفاءة التصوير بعدة مراتب من حيث الحجم.

الغرض

أثبت المشروع إمكانية تجميع وتشغيل A9، وهي الوحدة الأساسية لحجرة البكسلات، والمكوّنة من رزمة تضم 9 شرائح سيليكون فائقة الرقة من نوع ALTAI أو ALPIDE، على النحو المتوخى في المقترح الأصلي. وقد كشفت الدراسات المتعلقة بالتكامل الميكانيكي والكهربائي لخلايا A9 متعددة، بهدف إنشاء أحجام فعالة تتيح بلوغ كفاءة عالية لتفاعل كومبتون في كاشف التشتت بحجرة البكسلات، عن تحديات في التنفيذ عند استخدام شرائح يبلغ حجمها نحو ~ 1 cm2 (وهي الأبعاد النموذجية لـ«مجال الرؤية» في تقنيات الطباعة الحجرية التي تستخدمها المسابك المنتجة للشرائح الأحادية، مثل ALPIDE أو ALTAI). ويتيح أسلوب «الخياطة» (stitching) الجديد إنتاج شرائح أكبر بكثير، حتى الحدود التي تفرضها أبعاد رقاقة السيليكون نفسها (فعلى سبيل المثال، باستخدام قطر 300mm في تقنية TPSCo CMOS ذات 68nm، يمكن بسهولة إنتاج شرائح بأبعاد 10x10 cm^2

وحتى أبعاد تصل إلى 15x15 cm^2)، مع جميع التوصيلات الكهربائية اللازمة للقراءة والتغذية عند محيط الشريحة نفسها، من شأنه أن يحلّ تحديات التصنيع. ومع اعتماد هذا الحل، تظلّ تبديدات الحرارة الناتجة الجانب الحرج الوحيد؛ لذا تكتسب القدرة على خفض استهلاك الطاقة لكل وحدة مساحة أهمية بالغة، ولا سيما عند الرغبة في إنشاء رزمة تضم نحو عشر شرائح كبيرة الحجم. لذلك، لم تقتصر حملة توصيف الشرائح على شرائح ALTAI، بل امتدت لتشمل تطوير هياكل الاختبار الجديدة وتوصيفها، إلى جانب النماذج الأولية الأولى لشرائح كبيرة الحجم بتقنية CMOS ذات 68nm. وقد أثبتت النتائج المتحصّل عليها إمكانية خفض استهلاك الطاقة إلى 35 mW / cm. 

النتائج المتوقعة

أُجري تحليل حراري معمّق للمبعثر، المكوّن من مصفوفة 4x3 من غرف Pixel المزوّدة بمشعّات متداخلة الأصابع، باستخدام عمليات المحاكاة في COMSOL. وأظهرت الدراسة أن التهوية القسرية بالهواء كافية، وأن إضافة مشعّات خارجية تسهم في تحسين تبديد الحرارة بدرجة أكبر، ولا سيما عند سرعات تهوية ≥ 2 m/s، بما يتيح إبقاء المبعثر ضمن نطاق التشغيل البالغ 40-45 °C. 

النتائج المحققة 

في إطار المشروع، نُفّذت محاكاة كاملة لغرفة Pixel باستخدام GEANT4، شملت الهندسة التفصيلية لرزم المستشعرات مع محاذاتها والفجوات بين الشرائح. واستخدمت المحاكاة مصدرًا للفوتونات بطاقة 1 MeV، وهي طاقة تمثّل النطاق ذي الصلة بتطبيقات العلاج بالهادرونات. واختيرت الأحداث المفيدة لإعادة البناء باشتراط حدوث تفاعل كومبتون واحد داخل الحجم النشط، ورصد 10 نقاط تتبّع على الأقل لإلكترون الارتداد. وأُعيد بناء اتجاه الإلكترون باستخدام ملاءمة خطية لنقطة تفاعل كومبتون وأول 3 إصابات لاحقة على المسار، وهو خيار يستند إلى ضرورة الحد من تأثير التشتت المتعدد، الذي يكون أشدّ وضوحًا في المناطق البعيدة. وتُظهر النتائج المتحصّل عليها قيمة متوسطة لـ

الانحراف الزاوي تبلغ 15.7° وقيمة RMS تبلغ 14.1°، مع توزيع يتوافق مع وجود نسبة جيدة من الأحداث المعاد بناؤها بدقة عند زوايا صغيرة. وتتمثل العوامل الرئيسية المحدِّدة للأداء التي جرى تحديدها في تشتت كولوم المتعدد لإلكترون الارتداد، وحجم بكسلات الكشف، وقِصر طول المسار المتاح للملاءمة. وتشكل هذه النتائج معيارًا كميًا أوليًا للهندسة المقترحة، كما توفر مؤشرات عملية لتحسين تصميم غرفة Pixel تمهيدًا للتطويرات المستقبلية.

إعلان PRIN 2022D. D. N. 104 بتاريخ 2 فبراير 2022

عنوان المشروع: تصميم المواد الصوتية الخارقة للتطبيقات في مجال الطيران (DAMA)

CODICE CUP: D53D23003270006

الميزانية: € 81.113

الباحثة الرئيسية (P.I.): Maria Cinefra

وحدات بحث أخرى أو وحدات فرعية محتملة:

• جامعة بوليتكنيك تورينو؛ 

• جامعة نابولي فيديريكو الثاني.

Project Overview

يركز مشروع «تصميم المواد الصوتية الخارقة للتطبيقات في مجال الطيران (DAMA)» على تطوير منهجيات عددية وتجريبية متقدمة لتصميم مواد صوتية خارقة مبتكرة تهدف إلى الحد من الضوضاء والاهتزازات داخل مقصورات الطائرات. ويتبنى البحث نهجًا متعدد التخصصات يجمع بين ديناميكيات الهياكل، والصوتيات الاهتزازية، والنمذجة العددية المتقدمة، والتحقق التجريبي، بهدف تحسين الأداء الصوتي الاهتزازي للحلول خفيفة الوزن والقابلة للضبط والمخصصة لتطبيقات الطيران والفضاء.

الأهداف

يتمثل الهدف الرئيسي للمشروع في تعزيز الراحة الصوتية داخل مقصورات الطائرات من خلال تصميم مواد خارقة عالية الأداء. ويشمل ذلك:

• نمذجة الاستجابة الصوتية الاهتزازية لهياكل الطائرات؛

• تطوير أدوات عددية متقدمة للتعامل مع الأشكال الهندسية المعقدة للمواد الخارقة؛

• تصميم هياكل خفيفة الوزن وقابلة للضبط، قادرة على التحكم في انتشار الموجات؛

• التحقق من الحلول المقترحة من خلال الاختبارات التجريبية.

Expected Results

سعى المشروع في البداية إلى:

• إرساء إطار عددي متين لتحليل الأنظمة الصوتية الاهتزازية المعقدة؛

• تحديد تشكيلات مبتكرة للمواد الخارقة ذات خصائص صوتية محسّنة؛

• إثبات تحسن فقدان انتقال الصوت وخفض الاهتزازات مقارنةً بالحلول التقليدية؛

• التحقق من صحة التنبؤات العددية من خلال حملات تجريبية؛

• توفير أساس للتطبيقات المستقبلية واسعة النطاق في هياكل الطائرات.

Achieved Results

حقق المشروع تقدمًا ملحوظًا في كلٍّ من النمذجة والتحقق التجريبي. وعلى وجه الخصوص:

• تم تطوير إطار عددي شامل يستند إلى الصياغة الموحدة لكاريرا والعناصر المحدودة التكيفية؛

• جرى تحديد المواد الخارقة المستوحاة من فن الأوريغامي (ولا سيما هياكل ميورا-أوري) وتحسينها من حيث قابلية الضبط والأداء الصوتي؛

• طُبقت نماذج صوتية اهتزازية، بما في ذلك صيغ تكامل رايلي، على الهياكل غير المستوية؛

• أكدت الاختبارات التجريبية فعالية المواد الخارقة المقترحة، وأظهرت تحسنًا في التوهين الصوتي واعتمادًا قويًا على المعلمات الهندسية؛

أظهرت النتائج إمكانية تصميم مواد صوتية خارقة خفيفة الوزن وقابلة للضبط لتطبيقات الطيران والفضاء، مما يوفر أساسًا متينًا للتطوير المستقبلي والدمج على نطاق كامل.

Bأندو PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 فبراير 2022

TITOLO DEL PROGETTO: إطار لدعم اتخاذ القرار قائم على القدرات للانتقال إلى الاقتصاد الدائري

CODICE CUP: D53D23006650006 

الميزانية: € 118.666 

الباحث الرئيسي أو مسؤول وحدة البحث  إيلاريا فيلومينا جيانّوكّارو (جامعة بوليتكنيك باري) 

وحدات بحث أخرى أو وحدات فرعية محتملة: جامعة بوليتكنيك ميلانو، LIUC Università Carlo Cattaneo

أهداف المشروع

كيف يمكن للشركات تطوير استراتيجيتها للاقتصاد الدائري (EC) وتنفيذها ومتابعتها بفاعلية؟ على الرغم من تزايد الإنتاج العلمي حول هذا الموضوع في السنوات الأخيرة، لم تتناول سوى دراسات قليلة جدًا هذه المسألة من منظور استراتيجي. 

تمثّل الغرض من المشروع في سد هذه الفجوة من خلال تطوير أداة متكاملة لدعم اتخاذ القرار قادرة على دعم الشركات في الانتقال إلى الاقتصاد الدائري عبر معالجة ثلاث مراحل رئيسية: 1) المرحلة الاستراتيجية، من خلال اقتراح أنجع استراتيجيات الاقتصاد الدائري التي يمكن للشركات اعتمادها؛ 2) مرحلة التخطيط، عبر تحديد الممارسات الإدارية التي ينبغي تنفيذها لتطبيق استراتيجيات الاقتصاد الدائري المختارة؛ و3) مرحلة الرقابة، عبر اقتراح مؤشرات محددة لمتابعة التقدم المحرز والنتائج الإجمالية المتحققة. ولتطوير أداة دعم القرار، اعتُمد نهج القدرات. وفيما يلي أبرز نتائج المشروع. 

فيما يتعلق بـ المرحلة الاستراتيجية، طوّر فريق البحث أداتين تستندان إلى نظرية التعقيد الاقتصادي: (i) فضاء قدرات الاقتصاد الدائري للبلدان، الذي يهدف إلى رصد قدرات الاقتصاد الدائري المحددة التي تمتلكها الشركات في بلد معين، و(ii) مصفوفة التقارب بين قدرات الاقتصاد الدائري، التي تهدف إلى تحديد أنجع استراتيجيات الاقتصاد الدائري التي ينبغي للشركات اعتمادها في قطاع اقتصادي محدد، استنادًا إلى قدراتها في مجال الاقتصاد الدائري. وقد كشف تطبيق هذه الأدوات على جداول المدخلات والمخرجات (49 دولة و163 صناعة) المستخرجة من EXIOBASE عن اختلافات كبيرة في توزيع القدرات الدائرية وتنوعها وقابليتها للنقل بين البلدان المختلفة. كما أظهرت النتائج أن استراتيجيات الاقتصاد الدائري لا يمكن اعتبارها قابلة للتطبيق في جميع الصناعات، إذ يعتمد نجاح اعتمادها على مدى ارتباطها بالقدرات المدمجة بالفعل في قطاع معين. وفيما يتعلق بـ مرحلة التخطيط، حدّد فريق البحث 82 علاقة بين الممارسات الإدارية واستراتيجيات الاقتصاد الدائري وقدرات الشركات، وطوّر نموذج نضج جديدًا لدعم تنمية قدرات جديدة من أجل تنفيذ استراتيجيات الاقتصاد الدائري في القطاعات التي تُعدّ بالغة الأهمية. وفيما يتعلق بـ مرحلة الرقابة, طوّرت مجموعة البحث نظامًا لقياس أداء الاقتصاد الدائري. وانطلاقًا من تحديد مؤشرات الأداء الرئيسية للاقتصاد الدائري، مع مراعاة جوانب مختلفة من الدائرية، مثل كفاءة استخدام الموارد، واستدامة المواد المستخدمة، والتصميم الموجّه نحو المتانة وأنظمة الحلقة المغلقة، تم تطوير Circular Measurement Toolkit, قادر على تلبية حاجة الشركات إلى قياس مستوى دائريتها، وإطار عمل لـ Circular Balanced Scorecard, مُكيّف تحديدًا مع السياقات الدائرية، إذ يستند بالكامل إلى الممارسات الإدارية الخاصة بنماذج الأعمال الدائرية. وأخيرًا، طُبّقت أداة اتخاذ القرار المتكاملة على دراسات حالة متعددة لاختبار فعاليتها. وقد أتاحت الأدلة التجريبية التي جُمعت من ثلاث شركات إيطالية تعمل في قطاع المنسوجات والملابس اختبار أداة اتخاذ القرار المتكاملة ووضع إرشادات لاستخدامها من جانب المستخدمين مستقبلًا. 

تُسهم النتائج في تقديم إسهامات علمية وإدارية. كما تُسهم في سد الفجوة الحرجة بين صياغة استراتيجيات الاقتصاد الدائري وتنفيذها، من خلال تطوير أداة متكاملة لاتخاذ القرار توضّح استراتيجيات الاقتصاد الدائري المختارة استنادًا إلى قدرات الشركات، والممارسات الإدارية الواجب تطبيقها، ومؤشرات أداء الاقتصاد الدائري الواجب استخدامها لرصد تنفيذ الاستراتيجيات المختارة والتحكم فيه. وتُثري هذه النتائج أيضًا الأدبيات الأكاديمية بأداتين للتعقيد الاقتصادي، وهما فضاء قدرات الاقتصاد الدائري للبلدان قصر كويرينالي مصفوفة التقارب بين قدرات الاقتصاد الدائري، اللتان تُسهمان بفعالية في تحديد استراتيجيات الاقتصاد الدائري الأكثر اتساقًا مع القدرات القائمة في قطاعات محددة وأنظمة الإنتاج الوطنية؛ وإطارين للقياس، وهما Circular Measurement Toolkit قصر كويرينالي Circular Balanced Scorecard، فعّالة في تحديد فعالية الممارسات الإدارية لاستراتيجيات الاقتصاد الدائري، ومراقبتها والتحكم فيها، مقارنةً بالنتائج المالية والبيئية. ويمكن للمديرين الاستفادة من المخرج الرئيسي للمشروع، وهو أداة دعم القرار المتكاملة، ولا سيما في اختيار استراتيجيات الاقتصاد الدائري المتوافقة مع القدرات القائمة للمؤسسة، وكذلك الممارسات الإدارية ومؤشرات الأداء المناسبة لتمكين تنفيذ استراتيجيات الاقتصاد الدائري المختارة ومراقبته والتحكم فيه. ويحد ذلك من مخاطر اعتماد استراتيجيات غير قابلة للتطبيق أو غير متسقة مع الهيكل الإنتاجي للمؤسسة، مما يقلل تكاليف التنفيذ، ويحسن تخصيص الموارد، ويزيد احتمال نجاح الانتقال إلى الاقتصاد الدائري. وبهذه الطريقة، تدعم الأداة المطوَّرة المؤسسات في تعزيز قدرتها على المنافسة في أسواق تتجه بصورة متزايدة نحو الاستدامة. ويمكن لصانعي السياسات أيضاً الاستفادة من الأداة المطوَّرة. فهي توصي بإعطاء الأولوية لتدخلات محددة تستهدف القطاعات المتأخرة، بهدف تسريع تنمية القدرات، مع تعزيز القطاعات التي تمتلك بالفعل قدرات راسخة في الاقتصاد الدائري، أي القطاعات الرائدة. ويشكل ذلك أساساً مفيداً لتصميم تدخلات أكثر فاعلية في مجال الاقتصاد الدائري على المستوى الوطني، بما يحقق آثاراً أكبر على الاستدامة البيئية والاقتصادية للنظام الاقتصادي بأكمله.

نُشرت نتائج المشروع على نطاق واسع من خلال 5 منشورات علمية في مجلات, مقالتين علميتين مقدمتين إلى مجلات محكّمة, 5 منشورات في وقائع مؤتمرات دولية e منشورين في وقائع مؤتمرات وطنية، إضافةً إلى تنظيم ورشة عمل و مسار موضوعي ضمن مؤتمر دولي.

حقق المشروع آثاراً اجتماعية تمثلت في المشاركة العامة ونشر المعرفة على نطاق واسع، وشملت جمهوراً عريضاً من أصحاب المصلحة في الأوساط الأكاديمية والصناعية. واتساقاً مع خطة المشروع، تحقق ذلك من خلال النشر وتنظيم جلسات تعليمية في مقررات الدراسات العليا، و ندوة إلكترونية مخصصة، و دورة تعليمية مفتوحة ضخمة عبر الإنترنت و موقع المشروع الإلكتروني ( من المشروع (https://circulareconomycapabilit.altervista.org/). 

Bأندو PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 فبراير 2022

TITOLO DEL PROGETTO: «ARCHITA – المنصة المتكاملة للآثار والعمارة في تاراس”

CODICE  CUP: D53D23000880006

الميزانية الإجمالية: € 77.047

جامعة بوليتكنيك باري (RdU3): المسؤولة: الأستاذة مونيكا ليفاديوتي

طاقم البحث: Antonello Fino (باحث من فئة RtdA)؛ Chiamaria Spinelli (باحثة حاصلة على منحة بحثية، استقطبها المشروع)؛ Roberta di Bari (طالبة دكتوراه)؛ Carmine Chiumarulo (متعاقد عيّنه المشروع)؛ Gianluca Ranieri (متعاقد عيّنه المشروع).

جامعة يونيتلما-سابينزا، روما (RdU1): المسؤولة: الأستاذة ريتا ساسو (الباحثة الرئيسية) 

طاقم البحث: Davide Falco (باحث حاصل على منحة بحثية، استقطبه المشروع)؛ Giulia Vannucci (باحثة حاصلة على منحة بحثية، استقطبها المشروع).

الوحدة الفرعية: هيئة الإشراف الوطنية للآثار المغمورة في تارانتو، ويمثلها الموظف الأثري الدكتور روبرتو روتوندو 

جامعة إي-كامبوس (RdU2): المسؤول: الأستاذ ريكاردو بيكوري (نائب الباحثة الرئيسية)

        طاقم البحث: لوكا ليبارولو (باحث RtdA عُيّن ضمن المشروع)

الوصف والنتائج المتوقعة: 

يهدف مشروع «ARCHITA – المنصة المتكاملة للآثار والعمارة في تاراس» إلى تعميق المعرفة بمدينة تاراس القديمة، من خلال نهج متعدد التخصصات يشمل علم الآثار والطبوغرافيا وتاريخ العمارة وهندسة الحاسوب. وبمساندة هيئة الإشراف الوطنية على التراث الثقافي المغمور في تارانتو (الشريك في المشروع)، التي أتاحت الوصول إلى المحفوظات والآثار الواقعة ضمن اختصاصها، يُعتزم إعداد خرائط منهجية وتصنيف البقايا المعمارية للمستوطنة القديمة وتحليلها. وستُدرج البيانات في خريطة أثرية تستند إلى منصة نظم المعلومات الجغرافية (GIS). ومن ثم، سيحقق المشروع تقدمًا في الوضع الراهن للمعرفة، ويسهم في إعادة بناء المشهد الحضري لتاراس في مراحله المختلفة. وستتولى وحدة البحث 1 (جامعة يونيتلما – جامعة سابينزا في روما) ووحدة البحث 3 (جامعة بوليتكنيك باري) معًا إعداد الخريطة وبناء قاعدة بيانات نظم المعلومات الجغرافية. وفي هذا السياق، ستعمل وحدة البحث 2 (جامعة إي-كامبوس) على تطوير منصة رقمية مهيأة للذكاء الاصطناعي، إلى جانب تطوير تطبيقات للهواتف المحمولة تسهّل تحليل البيانات الأثرية ونشرها. وسيُتاح التطبيق أيضًا لعامة الجمهور، الذي سيتمكن من استكشاف التراث الأثري في تارانتو عبر مسارات موضوعية وجولات تفاعلية. وليس من السهل تحديد معالم مدينة تارانتو القديمة، أيضًا بسبب التحولات الجذرية التي شهدتها منذ أواخر القرن التاسع عشر، حين أدى النمو السريع لمنطقة بورغو، وفقًا للمخطط التنظيمي العام لكونفيرسانو، إلى تحول حضري محا آثار الماضي في كثير من الأحيان. ومن ثم، يمكن أن تصبح المنصة نموذجًا مرجعيًا لتنظيم البيانات متعددة المستويات وإدارتها بفاعلية، وقد تعتمدها مؤسسات ثقافية أخرى. 

النتائج المحققة: 

حقق مشروع ARCHITA الأهداف الرئيسية المقررة، لا سيما في مجالات الرقمنة والابتكار والثقافة والسياحة، فضلًا عن التعليم والبحث. ونُظّمت الأنشطة البحثية وفق أربعة محاور موضوعية:

النشاط 1. تحليل التطور الحضري لمدينة تارانتو القديمة منذ تأسيسها حتى العصر الوسيط (RdU1 وRdU3): أسهم المشروع في تعزيز المعرفة بالتطور الحضري لتارانتو، من خلال تحليل الوثائق الأثرية والأرشيفية والببليوغرافية وتنظيمها منهجيًا. وقد رُقمنت وثائق أرشيف هيئة الإشراف على الآثار ووُقعت جغرافيًا، ما أتاح إنشاء قاعدة بيانات شاملة وخريطة CAD لمدينة تاراس، لتكون أساسًا لإعادة بناء مخططها الحضري في مراحلها المختلفة. كما أتاح تحليل السياقات الأثرية والبقايا المعمارية إعداد خرائط توضح التحولات الزمنية المتعاقبة للمستوطنة.

النشاط 2. جمع البيانات الأثرية وتطوير نظام المعلومات الجغرافية (RdU3 وRdU1 وRdU2): انطلاقًا من البيانات التي جُمعت في إطار النشاط 1، طوّر المشروع بيئة متقدمة لنظام المعلومات الجغرافية، صُممت لإدارة الكم الكبير من البيانات المتعلقة بالمدينة القديمة ودمجها. ويتيح النظام الربط بين المنشآت الأثرية العائدة إلى المراحل الزمنية نفسها، كما يسهّل إعداد الخرائط الموضوعية والخرائط التي توضح التحولات الزمنية بصورة آلية. ويُعد نظام المعلومات الجغرافية أيضًا أداة قيّمة لإدارة التراث ولعلم الآثار الوقائي، دعمًا للتخطيط الحضري واستراتيجيات الحفظ الأكثر استدامة.

النشاط 3. تصميم وتطوير المنصة القائمة على الذكاء الاصطناعي وتطبيقات واجهة المستخدم (RdU2): طوّرت UdR2 تطبيقًا للهواتف المحمولة يتيح للمتخصصين والجمهور الوصول إلى المعلومات من خلال واجهة سهلة الاستخدام، واستكشاف تراث تارانتو عبر مسارات موضوعية وجولات تفاعلية. 

النشاط 4. التجريب والتوعية في إطار علم الآثار العام (جميع وحدات البحث): حقق المشروع نتائج مهمة أيضًا في مجال التوعية وإشراك الجمهور. وقد عُرضت الأدوات الرقمية المطوّرة ضمن سلسلة من مبادرات التوعية، شملت محاضرات عامة وندوات مفتوحة للطلاب والمجتمع عمومًا، وأنشطة تعليمية تهدف إلى إشراك فئات متنوعة من الجمهور.

ومن خلال الجمع بين البحث في العلوم الإنسانية والتقنيات الرقمية وإشراك الجمهور، أسهم ARCHITA في تعزيز التعاون بين الأوساط الأكاديمية والمؤسسات العامة والمجتمعات المحلية، بما يدعم حماية التراث الثقافي في تارانتو وصونه وإبرازه.

التوعية بالنتائج المحققة ونشرها

الموقع الإلكتروني: بهدف تحقيق أوسع انتشار ممكن، أُنشئ موقعان إلكترونيان مختلفان: أحدهما رسمي ومخصص للمشروع ككل (https://archita-project.it/)، والآخر مخصص بصورة أدق لأبحاث UdR 3 في جامعة البوليتكنيك في باري (https://Archita2022.it)

الندوات والمؤتمرات: بدأت أنشطة التوعية بالاجتماع الافتتاحي (Kick-off Meeting) (تارانتو، مقر هيئة الإشراف على التراث، 20-03-2024)، واختُتمت بالمؤتمر النهائي بعنوان «مدينة بين بحرين» (باري، قسم ArCoD، 20-02-2026)، حيث عُرضت النتائج الرئيسية للمشروع.

نشر النتائج: ستُنشر النتائج العلمية في المجلة العلمية المصنّفة من الفئة A، والمتاحة بنظام الوصول المفتوح وعلى الإنترنت، Thiasos (www.thiasos.eu), ويجري إعداد دراسة أحادية نهائية لها. وقد عُرضت بالفعل بعض النتائج الأولية لوحدة البحث الثالثة (UdR3) في مقالات علمية. يُرجى الاطلاع على: 

- M. Livadiotti, G. Rocco، المعبد الدوري تحت كنيسة سان دومينيكو في تارانتو، في R. Belli, R. Sassu (تحرير)، على خطى أرخيتاس. كتابات تذكارية تخليدًا لذكرى إنزو ليبوليس، Thiasos Monografie 20، روما 2023، ص. 45-78؛ 

- C. Spinelli, R. Di Bari، إعادة بناء تارانتو: آثار الرسم بين الذاكرة الحضرية والأرشيفات الطبقية، في G. Fioretti (تحرير)، المؤتمر الثالث للتراث الثقافي في بوليا، 7-10 October 2025، قيد الطباعة.

Bأندو PRIN 2022D. D. N. 104 DEL 2 فبراير 2022

TITOLO DEL PROGETTO بلورات فائقة بتجميع جسيمات نانوية غروية تتحكم فيه الليغاندات (SUPERNANO)

رمز CUP D53D23005380006

الميزانية: € 83.864

الباحث الرئيسي أو مسؤول وحدة البحث 

Prof. Roberto Grisorio

وحدات البحث الأخرى أو الوحدات الفرعية المحتملة

المجلس الوطني للبحوث (CNR)

جامعة نابولي «فيديريكو الثاني» 

BREVE DESCRIZIONE DEL PROGETTO

يندرج مشروع SUPERNANO ضمن مجال المواد النانوية، ويهدف إلى تطوير بلورات فائقة ثلاثية الأبعاد (SCs) تُحضَّر عن طريق التجميع الذاتي المتحكَّم فيه للجسيمات النانوية الغروية، ولا سيما النقاط الكمومية والبلورات النانوية البيروفسكايتية. ويتمثل الهدف في تجاوز صعوبة دمج الجسيمات النانوية في الأجهزة، من خلال إنشاء هياكل على المقياس الميكرومتري تحافظ على الخصائص البصرية والإلكترونية المميزة للمقياس النانوي. وتمثل البلورات الفائقة أنظمة تتصرف فيها الجسيمات النانوية بوصفها «ذرات اصطناعية»، فتُنتج خصائص جماعية ناشئة. يجمع المشروع بين: 1) التخليق المتحكَّم فيه للجسيمات النانوية، و2) هندسة الليغاندات السطحية، و3) تقنيات التجميع الذاتي، و4) التوصيف المتقدم والنمذجة متعددة المقاييس.

الأهداف

تتمثل الأهداف الرئيسية للمشروع في: 1) تصنيع بلورات فائقة ثلاثية الأبعاد عالية الانتظام انطلاقًا من جسيمات نانوية مضيئة، و2) التحكم في التفاعل بين الجسيمات النانوية من خلال تصميم الليغاندات، بما يقلل المسافات بين الجسيمات، و3) تعزيز استقرار البنى الفائقة وقابلية إعادة إنتاجها، و4) تحقيق الاقتران الإلكتروني بين الجسيمات النانوية للحصول على خصائص جماعية متقدمة، و5) تطوير مواد وظيفية لتطبيقات الإلكترونيات الضوئية والفوتونيات.

تتمثل إحدى الجوانب الرئيسية في هندسة كيمياء السطح للانتقال من أنظمة ضعيفة الاقتران إلى هياكل ذات تفاعل إلكتروني قوي وتوطين ممتد للحالات.

RISULTATI ATTESI

يهدف المشروع إلى تحقيق ما يلي:

• بلورات فائقة مستقرة وعالية الانتظام، مع إمكانية التحكم في الشكل المورفولوجي والطور البلوري،
• تقليل المسافة بين الجسيمات النانوية إلى نطاق دون النانومتر،
• ظهور خصائص جماعية (مثل الاقتران ثنائي القطب ونطاقات إلكترونية مصغرة)،
• تحسين الخصائص البصرية (الانبعاث والكفاءة والتحكم الطيفي)،
• تطوير نمذجة تنبؤية متعددة المقاييس لتصميم المواد.

وتُعد هذه النتائج أساسية للتطبيقات في المجالات التالية:

• مصابيح LED والليزر
• أجهزة الإلكترونيات الضوئية
• الفوتونيات المتقدمة
• التقنيات الكمومية

RISULTATI RAGGIUNTI

أسفر النشاط التجريبي عن نتائج مهمة في فهم البلورات الفائقة القائمة على البلورات النانوية البيروفسكايتية وتصنيعها:

• تطوير استراتيجية للتجميع الذاتي المتحكَّم فيه، تستند إلى زعزعة الاستقرار التدريجية بوجود مذيب مضاد، ما يتيح التكوين المباشر لبلورات فائقة ميكرومترية محددة جيدًا،

• إثبات دور التطعيم بـ Mn(II) في تعديل الخصائص البصرية (إدخال نطاق انبعاث أحمر برتقالي) والشكل المورفولوجي وديناميات التجميع،

• رصد بنى هرمية معقدة، ذات نطاقات داخلية شبيهة بالكتلة غير باعثة للضوء ومناطق محيطية لا تزال نانوية التبلور ومضيئة،

إجمالًا، أثبتت هذه النتائج أن التطعيم والكيمياء السطحية يؤثران بعمق في التجميع الذاتي، وأنه من الممكن تصميم بُنى فائقة ذات خصائص بصرية وبنيوية حسب الطلب.