AP Matematica Applicata -...

Sil i B t l

CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE

Silvia Bertoluzza

AP Matematica ApplicataAP Matematica Applicata

Conferenza del Dipartimento DIITET 26 e 27 maggio 2014

26 e 27 Maggio, 2014Convegno del Dipartimento di Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e i Traporti

AP Matematica Applicata

Conferenza del Dipartimento Roma, 26 e 27 maggio 2014

AP Matematica Applicata IASI

Istituto di Analisi dei Sistemi ed Informatica“Antonio Ruberti”

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IAC Istituto per le Applicazioni del Calcolo“M Pi ”


IAC

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“Mauro Picone”

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IMATI

IAC▼▼▼▼▼▼ ▼▼

“Mauro Picone”

Istituto di Matematica Applicata e TecnologieInformatiche “Enrico Magenes”

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IMATI

IAC▼▼▼▼▼▼ ▼▼

“Mauro Picone”


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ICAR

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Istituto di Calcolo e Reti ad Alte Prestazioni

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IMATI

IAC▼▼▼▼▼▼ ▼▼

▼▼ ▼▼▼▼ “Mauro Picone”


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IEIIT

ICAR

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Istituto di Elettronica e di Ingegneriadell’Informazione e delle Telecomunicazioni


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IMATI

IAC▼▼▼▼▼▼▼▼ ▼▼



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IEIIT

ICAR

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IIT▼▼ ▼▼▼▼

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Istituto di Informatica e Telematica





IMATI

IAC▼▼▼▼▼▼▼▼ ▼▼



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IEIIT

ICAR

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IIT

INSEAN

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Istituto Nazionale per Studi ed Esperienze diArchitettura Navale Architettura Navale





IMATI

IAC▼▼▼▼▼▼▼▼ ▼▼▼▼



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IEIIT

ICAR

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IIT

INSEAN

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Istituto Nazionale per Studi ed Esperienze diArchitettura Navale

ISTI

Istituto di Scienza e Tecnologie dell’Informazione“A. Faedo”

Architettura Navale



~100 Ricercatori



~100 Ricercatori17 di17 sedi




10 città




10 città

3 Istituti




10 città

3 Istituti 5 t di lt i i tit ti5 team di altri istituti




10 città

3 Istituti 5 t di lt i i tit ti5 team di altri istituti

P ibili lt i i t ?Possibili ulteriori team?


Matematica applicata vs altre AP

• AP “anomala”LogisticaTrasporti

• Approccio metodologico• Applicazioni in ambiti

Trasporti

Processi diproduzione[....]

molto diversiMatematicaApplicata

SicurezzaBiologia

• Interazione con altre AP• Interazioni con altri

Sicurezza

Effi iS il

Medicina

dipartimentiEfficienzaenergetica

Svilupposostenibile


• Risk managementg


• Risk managementg• Agroalimentare


• Risk managementg• Agroalimentare• Turismo


• Risk managementg• Agroalimentare• Turismo• Smart cities


• Risk managementg• Agroalimentare• Turismo• Smart cities• Biologia / Medicina


• Risk managementg• Agroalimentare• Turismo• Smart cities• Biologia / Medicina• Clima / Ambiente


• Risk managementg• Agroalimentare• Turismo• Smart cities• Biologia / Medicina• Clima / Ambiente• Beni culturali


• Risk managementg• Agroalimentare• Turismo• Smart cities• Biologia / Medicina• Clima / Ambiente• Beni culturali• Scienze sociali• Scienze sociali


• Risk managementg• Agroalimentare• Turismo• Smart cities• Biologia / Medicina• Clima / Ambiente• Beni culturali• Scienze sociali• Scienze sociali• Nuovi materiali


• Risk managementg• Agroalimentare• Turismo• Smart cities• Biologia / Medicina• Clima / Ambiente• Beni culturali• Scienze sociali• Scienze sociali• Nuovi materiali• EnergiaEnergia


• Risk managementg• Agroalimentare• Turismo• Smart cities• Biologia / Medicina• Clima / Ambiente• Beni culturali• Scienze sociali• Scienze sociali• Nuovi materiali• EnergiaEnergia• Processi industriali


Esempi: progettiNextMuse

Software di nuova generazione per la

BioSma

Modellizzazione, analisi , simulazioneSoftware di nuova generazione per la fluidodinamica e la multimeccanicacomputazionale

M di l l i di PDE

Modellizzazione, analisi , simulazione delle proprietà termomeccaniche di materiali speciali (leghe a memoria di forma

Metodi per la soluzione di PDEs

Applicazioni in ambito Navale

Applicazioni biomediche Fili ortodontici Stent vascolari

Biomedico Generazione di energia

idroelettrica

Programma FP7Istituto coinvolto: INSEAN

Programma FP7 – ERC Istituti coinvolti: IMATI


Esempi: progettiHycon 2

Controllo di sistemi dinamici

DRIHM & DRIHM2US

Creazione di una piattaforma per laControllo di sistemi dinamicicomplessi, su larga scala e in rete

Applicazioni alT

Creazione di una piattaforma per la comprensione e la predizione di eventi climatici e atmosferici estremi

T di d i li i i Trasporto aereo Reti di energia elettrica Processi industriali Sistemi biologici e medici

Trattamento di dati climatici Modelli di meteorologia e di idrologia

DRIHM2US: progetto “gemello dig p g gcollaborazione Europa‐USA

Programma FP7Istituti coinvolti: IAC, IEIIT

Programma FP7 e‐infrastructureIstituti coinvolti: IMATI


Esempi: progettiIMPRESS

Migliorare l’efficienza del processo

MOTUS

Sviluppo di una piattaforma di servizi Migliorare l efficienza del processodecisionale nella gestione delleemergenze sanitarie

Supporto alle decisioni basato su datid f i

Sviluppo di una piattaforma di servizi Rilevare e interpretare la

mobilità urbana in tempo reale informazioni da infrastrutture

l i i da fonti eterogenee

ODE, DDE, SDE, stima di parametri Modelli logistici

eterogenee sul territorio

Analisi e interpretazione dei dati e calcolo delle traiettorie dei flussi

Modelli fisiologici delle vittime Strumenti di localizzazione delle fonti Simulazione di crisi sanitarie

urbani pedonali e veicolari Elaborazione di modelli dei flussi e

simulazioni previsionali

Programma FP7 Istituti coinvolti: IASI, IBIM

INDUSTRIA 2015Istituti coinvolti: IASI, ISTI


Esempi: progettiMobiWallet

Soluzioni di trasporto urbano

Modem IVM

Sviluppo di un sistema web‐based di Soluzioni di trasporto urbano sostenibile basato su un management interoperabile dei pagamenti

ili l’ di i bbli i

Sviluppo di un sistema web based disupporto alle decisioni per ilmanagement integrato dei vigneti

S il di d lli d fi i l Facilitare l’uso di trasporti pubblicicon focus sulle persone disabili e a mobilità ridotta

Sviluppo di modelli demografici per la simulazione di infestanti (insetti)

Calcolo di indicatori di rischio Teoria dei grafi e ipergrafi Ottimizzazione combinatoria

Programma FP7 – ERC Istituti coinvolti: IIT, ISTI

Programma FP7Istituto coinvolto: IMATI


Contributo della Matematica


Contributo della Matematica• Aree in cui i problemi son già posti in “forma matematica”matematica


Contributo della Matematica• Aree in cui i problemi son già posti in “forma matematica”matematica– Formulazioni alternative


Contributo della Matematica• Aree in cui i problemi son già posti in “forma matematica”matematica– Formulazioni alternative– Tecniche matematiche state‐of‐the‐artTecniche matematiche state of the art


Contributo della Matematica• Aree in cui i problemi son già posti in “forma matematica”matematica– Formulazioni alternative– Tecniche matematiche state‐of‐the‐artTecniche matematiche state of the art– “Certificazione” dei risultato



• Aree i cui problemi non sono ancora stati formulati in “forma matematica”formulati in forma matematica



• Aree i cui problemi non sono ancora stati formulati in “forma matematica”formulati in forma matematica– Capacità di modellizzare il problema



• Aree i cui problemi non sono ancora stati formulati in “forma matematica”formulati in forma matematica– Capacità di modellizzare il problema– Strumenti analitici e computazionali per risolverlo


Strumenti analitici e computazionali per risolverlo

Approccio matematico



• Problemi “reali” estremamente complessi



• Problemi “reali” estremamente complessi• Non abbiamo la bacchetta magica



• Problemi “reali” estremamente complessi• Non abbiamo la bacchetta magica• Possibile approcciopp




– “Staccare” dal problema il pezzo che non funziona




– “Staccare” dal problema il pezzo che non funziona– Metterlo a posto isolatamenteMetterlo a posto isolatamente




– “Staccare” dal problema il pezzo che non funziona– Metterlo a posto isolatamenteMetterlo a posto isolatamente– Re‐iniettare la soluzione nel problema complesso




– “Staccare” dal problema il pezzo che non funziona– Metterlo a posto isolatamenteMetterlo a posto isolatamente– Re‐iniettare la soluzione nel problema complesso

• Abitudine a riconoscere “similitudini” fra ambiti• Abitudine a riconoscere similitudini fra ambiti apparentemente lontanissimi


Matematica & Horizon 2020

Excellent Science

Industrial Leadership

Societal Challenges



Excellent

ERC Future and emerging technologies

Science Azioni Marie Curie Infrastrutture di ricerca


Societal Challenges



Excellent




Leadership in enabling and industrial technologies

Innovazione nelle PMI

Societal Challenges



Excellent




Leadership in enabling and industrial technologies

Innovazione nelle PMI

Societal

Salute, cambiamento demografico e benessere Sicurezza alimentare, agricoltura sostenibile, ...

Challenges Smart, green and integrated transport Climate action, environment,... Energia sicura, pulita ed efficiente Società inclusive innovative sicure


Società inclusive, innovative, sicure

Matematica e Horizon 2020

Enabling & Industrial Technologies

VISIONAIR

NextMuse

HYCON2

M biW ll t gInnovation in SME

Healt & well being

SYSBIO

GeoPDEs

MobiWallet

IPERMOB

CONTRAST g

Food safety, agriculture,..

MOTUS

INTOUR BINET

E‐CEDIClimate action, environment

Smart, green and integrated

MOTUS

IMPRESSSvalGlac

BioSMA

E CEDI

transportSafe, clean & efficient energy

IMPRESS

MODEM‐IVM

Upstrat‐MAFA

DRIHM&DRIHM2US

IQmulus

MS Human


& US

Matematica & Industria

IMPRESAINNOVAZIONE

PROBLEM SOLVINGBENEFICI TANGIBILI

SFIDE E PROBLEMIAZIENDALI

Sportello Matematico

SM[i]2


Matematica & Industria

EU MATHS INEU‐MATHS‐INHorizon 2020


“alcuni contributi fondamentali al benessere e alla prosperitàdella società nascono dalle intuizioni dai risultati e daglidella società nascono dalle intuizioni, dai risultati e dagli

algoritmi prodotti dall’intero ambito delle scienzematematiche, dalla ricerca purissima, alla teoria ispirata, p , pdalle applicazioni, alle applicazioni vere, alle statistiche in tutte le forme possibili, fino all’accurata miscela di teoria e

ti i t d ll i ti ”pratica incarnata dalla ricerca operativa”

Engineering and Physical Science Research Council (EPSRC), 2010, International review of Mathematical Science. EPSRC, Swindon, UK


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