Attività di ricerca

Nell'Istituto si svolge attività di ricerca sui seguenti argomenti:


1. OTTIMIZZAZIONE, MODELLISTICA E ALGORITMI PER LA BIOINFORMATICA E LA SYSTEMS BIOLOGY (BIOSYS)

• RETI DI INTERAZIONI BIOLOGICHE: rappresentazione e analisi di sistemi biologici tramite reti e grafi; modelli a equazioni differenziali applicati alla rappresentazione di dinamiche molecolari nella cellula; analisi biologica funzionale basata su moduli e reti.


• GENOMICA e STRUTTURE PROTEICHE: metodi di data mining applicati a sequenze di DNA e a dati di trascrittomica e proteomica, per caratterizzare patologie, individuare modelli per la diagnosi e per l'identificazione di terapie; progettazione di sistemi di gestione di database biologici; algoritmi per l'analisi di stringhe o "parole" biologiche; algoritmi per lo studio, il clustering e l'individuazione di similarità tra samples metagenomici; studio delle interazioni e sinergie tra coppie di fattori di trascrizione.

• BASI DI DATI: big OLAP data; Business Intelligence; Data Integration; modellazione dei dati; linguaggi avanzati di interrogazione; basi di dati spaziali.


• SISTEMI INFORMATIVI: sistemi informativi basati su social network; sistemi informativi geografici; interazione uomo-macchina.


• BASI DI CONOSCENZA: rappresentazione della conoscenza; ontologie; ragionamento automatico; costruzione di ontologie di dominio; annotazione semantica; ragionamento per similarità; affinità semantica; interoperabilità semantica; ricerca su base semantica; Web semantico; sistemi per il supporto alle decisioni; gestione documentale; ragionamento spaziale quantitativo.


• LOGICA, SEMANTICA E PROGRAMMAZIONE: dimostrazione automatica di teoremi; programmazione logica con vincoli; semantica dei linguaggi di programmazione; analisi, sintesi e trasformazione del software.


• INGEGNERIA DEL SOFTWARE: model checking; modellazione e simulazione di processi di business; model-driven engineering; architetture orientate ai servizi; architetture software; software testing; verifica e validazione del software.

• METABOLISMO IN MALATTIE CRITICHE: risposta a stati infiammatori gravi; infezioni sistemiche-settiche; criteri di monitoraggio; valutazioni di gravità clinica; alterazioni del metabolismo energetico e proteico; ottimizzazione della nutrizione artificiale; quantificazione del trasporto e scambio di diossido di carbonio; metabolismo di pazienti soggetti a resezioni epatiche gravi.


• METABOLISMO ENERGETICO e PANCREAS ARTIFICIALE: pancreas artificiale; farmacocinetica/farmacodinamica; modelli glucosio/insulina.


• REPLICAZIONE CELLULARE ed EPIDEMIOLOGIA: proliferazione cellulare; crescita e trattamento tumorale; crescita epidermica; modellazione epidemica; modelli di popolazioni strutturate.

• OTTIMIZZAZIONE COMBINATORIA E MATEMATICA DISCRETA: teoria dei grafi, colorazione, partizionamento, packing e covering; algoritmi per problemi su reti: tagli, flussi, abbinamenti; combinatoria delle parole; proprietà strutturali di matrici 0/1.


• PROGRAMMAZIONE MISTA INTERA: soluzione esatta di problemi NP-difficili; algoritmi ad approssimazione garantita; algoritmi per problemi di scheduling e instradamento.


• OTTIMIZZAZIONE CONTINUA: rilassamenti lagrangiani, convessi e di programmazione semidefinita positiva; ottimizzazione globale; ottimizzazione multi-obiettivo; funzioni obiettivo non differenziabili; metodi di ricerca diretta.

• TEORIA DEL CONTROLLO E DEI SISTEMI DINAMICI DETERMINISTICI E STOCASTICI: studio delle proprietà strutturali e della soluzione di sistemi descritti da equazioni differenziali ordinarie nonlineari; controllo nonlineare; osservatori per sistemi nonlineari; controllo ottimo; controllo di sistemi ritardati; controllo stocastico; modellistica di Chemical Master Equations; controllo di reazioni biochimiche; modellistica di sistemi macroeconomici.


• IDENTIFICAZIONE E FILTRAGGIO DEI SISTEMI: realizzazione di sistemi positivi; realizzazione stocastica; filtraggio nonlineare / non Gaussiano; stima e identificazione di sistemi microfluidici; identificazione di guasti in reti elettriche.


• ELABORAZIONE DI SEGNALI, IMMAGINI E DEL PARLATO: controllo di veicoli marini di superficie; elaborazione / predizione di dati meteorologici.