Descrizione

Negli ultimi anni, la ricerca in matematica applicata e informatica ha subito un cambiamento di prospettiva. Se, fino a poco tempo fa, i diversi campi della matematica venivano considerati come aree di ricerca distinte, oggi la definizione, la comprensione matematica e la soluzione computazionale di problemi complessi richiedono di considerare congiuntamente una serie di aspetti diversi e, quindi, richiedono una stretta interazione tra le diverse aree interessate che vanno dalla statistica, alla analisi numerica, all'informatica. Questa idea guida le scelte di molte istituzioni che sono all'avanguardia nella ricerca in matematica applicata e informatica, dal CIEM (Texas) a Mathicse (EPFL), da INRIA (Francia) a MPI (Germania), e IMATI segue le stesse linee. La maggior parte dei ricercatori dell'IMATI è portata ad affrontare i problemi derivanti dalle applicazioni, sviluppando e utilizzando metodologie matematiche e informatiche e adattandole al problema in questione. Le competenze dei ricercatori IMATI coprono un vasto orizzonte con particolare riferimento a:

- Modellistica differenziale, con particolare attenzione alle equazioni differenziali alla derivate parziali considerate da diversi punti di vista: teorico (esistenza, unicità e regolarità delle soluzioni), numerico (schemi di approssimazione, stabilità e adattività) e computazionale (algoritmi e metodologie di calcolo). I risultati di queste attività di ricerca sono ampiamente utilizzati per trattare i problemi provenienti da applicazioni come, ad esempio, le leggi di conservazione, la fluidodinamica, l'elettromagnetismo, i dispositivi a semiconduttore, i materiali elastici non lineari e i materiali elasto-plastici, incluse le leghe a memoria di forma e modelli di gomme.

- Modellazione stocastica e analisi dei dati, con i programmi di ricerca che si focalizzano sullo sviluppo e sullo studio di metodologie e modelli per la descrizione dei fenomeni casuali, sia in contesti parametrici che non parametrici. Le applicazioni riguardano l'ingegneria, la sismologia, la biologia, l'ecologia, la biomeccanica, la finanza, la salute, i processi decisionali. L'approccio metodologico è principalmente, ma non esclusivamente, bayesiano. I modelli di riferimento sono processi stocastici spaziali e/o temporali e equazioni differenziali stocastiche. Sono anche impiegate tecniche non parametriche, come modelli bayesiani non parametrici e metodi di classificazione

- Modellazione Semantica e di Forma, con programmi di ricerca riguardanti lo studio di tutti gli aspetti che caratterizzano la forma di oggetti 3D, che vanno dai metodi di processing della geometria alla comprensione della funzionalità di un oggetto, fino alla formalizzazione della conoscenza e del contesto di utilizzo di dati multi-dimensionali e informazioni. L'interazione tra geometria e semantica gioca oggi un ruolo fondamentale in un gran numero di applicazioni, che vanno da aree ben affermate come il Product Manufacturing al trattamento di Dati Ambientali, dai Beni Culturali alla Medicina per citarne alcuni. Questo tema di ricerca è una competenza specifica dell'IMATI, con il conseguimento di ottimi risultati, una forte reputazione internazionale e un gruppo di ricerca vivace e dinamico.

- Architetture di Calcolo e High Performance Computing, con programmi di ricerca finalizzati allo sviluppo di metodologie, algoritmi, modelli e strumenti per un utilizzo efficiente ed efficace di complesse architetture eterogenee e innovative, includendo sistemi distribuiti e paralleli. La progettazione e la realizzazione di infrastrutture di ricerca distribuite e di algoritmi paralleli bio-info sono attività recenti, ben valutate in questo settore.

IMATI partecipa intensamente a progetti nazionali ed internazionali di ricerca sia come main contractor sia come partner. Oltre ai molti progetti FP7 e H2020 attivi in questo momento, IMATI è anche coinvolto in diverse azioni a livello nazionale e regionale, anche con l'obiettivo di avere un impatto sui sistemi produttivi locali e le PMI. Inoltre, IMATI fa parte di diversi progetti nazionali (ad esempio, "progetti premiali", progetti bandiera) e cluster tecnologici italiani, mostrando il suo ruolo all'interno del CNR.