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Temi di ricerca

"Intelligenza" aartificiale

Il tema dell'intelligenza artificiale suscitaspesso incomprensione o timori:c'è chi scri-ve articoli e libri per dimostrare che compu-ter "intelligenti" sono impossibili e c'è chiscrive libri o realizza film di fantascienza coni computer impazziti che distruggono il(nostro) mondo.Lasciamo questo dilemma aun eventuale futuro: le macchine di oggi nonsono sicuramente intelligenti nel senso uma-no del termine e per fortuna non sono nean-che in grado di controllare il mondo.

Oggi,nella nostra società ad alta tecnolo-gia, sistemi informatizzati che controllanoapparecchi,processi di produzione, impiantiindustriali,centrali energetiche e la loro sicu-rezza sono sempre più diffusi e sempre più"responsabili" del loro buon funzionamento.

L'apprendimento aautomatico

Quando i problemi da risolvere o i pro-cessi da gestire diventano complessi, il lavo-ro viene passato volentieri al computer,maè difficile programmarlo prevedendo in anti-cipo tutto quello che potrebbe capitare.Gliesseri umani hanno un grande vantaggio:possono imparare praticamente o teorica-mente un'attività e i migliori sono quelli chesanno affrontare nuove situazioni in modocorretto grazie alla loro esperienza e allaloro intuizione.Lo sviluppo di sistemi infor-mativi intelligenti è possibile permettendo aicomputer di imparare a risolvere i problemi.Come per uno scolaro, imparare significadapprima conoscere alcuni casi tipici, con-trollare la capacità di risolverli con dei test eaffrontare poi, generalizzando, la realtà del-le situazioni impreviste.

Per fare questo l'informatica si ispira spes-so alla realtà biologica.Un esempio sono lereti neuronali artificiali,che simulano semplicicircuiti di neuroni come si trovano,in una retemolto più complessa, nel nostro cervello.Queste reti possono essere addestrate suproblemi di cui è nota la soluzione e il pro-gramma modifica i propri parametri i mododa avvicinarsi alla soluzione corretta; la diffi-coltà,come con gli scolari,è fare in modo chenon si raggiungano buoni risultati solo sui pro-blemi già visti,ma anche in situazioni nuove.

In altri casi non si dispone di esempi conla soluzione corretta e il sistema deveapprendere basandosi sulla risposta che lasua soluzione provoca nell'ambiente in cui sitrova:una manovra che provoca un urto con-tro un ostacolo, un percorso troppo lungoche esaurisce la batteria del robot senza per-

L»Istituto Dalle Mollee l»intelligenza artificialeCarlo Lepori,membro di direzione dell»IDSIA

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Direzione collegiale:Carlo LeporiLuca M.GambardellaJürgen Schmidhuber

Una ventina di collaboratori (dottorandi,ricercatori post-doc, informatici,ecc.)

Tredici progetti di ricerca in corso per unfinanziamento complessivo (FNSRS, CTI,EU,ecc.) di più di 2 milioni di franchi.

Finanziamento annuo 2001 su progetti per circa 750.000 franchi.

www.idsia.ch

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mettergli di ricaricarla,una pianificazione cheimpiega più tempo di una già calcolata,ecc.¤il metodo "del bastone e della carota",detto"apprendimento con rinforzo": premio epunizione si alternano,per indicare la via daseguire.

Tra gli obiettivi di questo tema di ricercatroviamo il riconoscimento del linguaggioparlato,dei testi scritti a mano,di immagini,ecc.;un altro è la capacità di prevedere lo svi-luppo futuro di certe sequenze di dati,cono-scendo la loro storia, per esempio la previ-sione del consumo di energia nel prossimofuturo, dell'andamento di corsi finanziari odell'evoluzione climatica.

L'ottimizzazione

Un altro esempio di ispirazione alla bio-logia sono le idee "rubate" agli insetti sociali,dette "euristica dei formicai":benché le sin-gole formiche non siano dotate di intelligen-za particolarmente elevata, il sistema-formi-caio mostra comportamenti molto interes-santi. La sua organizzazione gli permette dicustodire le uova,allevare le larve,cercare ilcibo, costruire il nido, tenerlo pulito, difen-derlo,ecc. Il "trucco" è la capacità di collabo-rare tra loro delle singole formiche,grazie auna forma di comunicazione molto semplice,basata sugli odori di sostanze lasciate nel-l'ambiente.Per quanto riguarda l'ottimizza-zione di percorsi si pensi alle singole formi-che mentre si spostano dal nido alla fonte dicibo con percorsi diversi. La traccia chelasciano lentamente evapora:questo fa sì chei percorsi più brevi abbiano una traccia piùintensa e siano quindi preferiti da altre formi-che, così che la traccia si rinforza ancora di

più.Le formiche sono cosi in grado di risol-vere problemi di ottimizzazione dei percorsimolto complessi.Se un ramo caduto a terrablocca il percorso delle formiche, lo stessomeccanismo permette loro di ritrovare rapi-damente il percorso ottimale!

Queste idee,applicate a problemi comel'organizzazione di flotte di autocarri per ladistribuzione di merci, hanno dato ottimirisultati: le formiche virtuali lasciano traccenumeriche sui loro percorsi,permettendo alprogramma di identificare il percorso otti-male o almeno uno tra i migliori.Più tecnica-mente possiamo dire che l'Istituto Dalle Mol-le di studi sull»intelligenza artificiale (IDSIA) si

occupa dell'ottimizzazione in problemi com-plessi.

L'applicazione di queste idee a problemimolto concreti è stata sviluppata all'IDSIA eall'Università libera di Bruxelles: la cosiddet-ta "Ant colony optimization" ("ottimizzazio-ne da formicaio") è ormai una tecnica di suc-cesso applicata anche ad altri ambiti, comel'ottimizzazione del flusso di dati su una rete

internet. Il settimanale tedesco "Der Spiegel"ha dedicato ultimamente un articolo proprioa questi aspetti, citando il ruolo dell'IDSIA ela sua attività in questo campo.

L'esperienza dell'IDSIA nel campo dell'ot-timizzazione è stata applicata ai sistemi di tra-sporto con particolare attenzione al traspor-to intermodale e all'istradamento di veicoli.Un distributore di merci per esempio devetrovare ogni giorno il percorso ottimale per icamion della sua flotta, tenendo conto dellequantità da consegnare e da ritirare,degli ora-ri in cui ciò è possibile,delle dimensioni degliautocarri a disposizione,e di tanti altri fattori:la soluzione cercata proporrà una serie dipercorsi, che minimizzano il costo, il tempoimpiegato o il numero di veicoli necessari aseconda delle richieste del cliente.

L'IDSIA ha anche esperienza nella proget-tazione e nell'implementazione di modelli disimulazione a eventi discreti che sono statiusati per dimostrare la robustezza delle stra-tegie di gestione ottenute tramite algoritmi diottimizzazione.Lo scopo è di fornire ai diri-genti strumenti di supporto alle decisioni chemigliorino la qualità della loro gestione.

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Carlo LLepori

membro ddi ddirezione, IIDSIA

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L'IDSIA è stato creato a Lugano nel 1988dalla Fondazione Dalle Molle per la qualitàdella vita. Angelo Dalle Molle,filantropo ita-liano recentemente scomparso,perseguival'idea di un mondo in cui il progresso tecniconon fosse in opposizione con lo sviluppoumano,ma di sostegno a una migliore qualitàdi vita nel lavoro e nella vita quotidiana:nelgiardino della sua villa presso Padova avevacostruito una fabbrica di auto elettriche.Conla sua Fondazione intendeva creare in Svizze-ra istituti di ricerca creativi nell'ambito scien-tifico e liberi dalle pastoie burocratiche delleamministrazioni universitarie. In Ticino que-sto avveniva in un momento in cui l'idea di uncentro universitario incontrava ancora mol-te difficoltà.Ora i tre istituti della Fondazio-ne (oltre all'IDSIA,l'IDIAP di Martigny e l'IS-SCO di Ginevra) sono integrati nelle lororealtà locali.

Nella sua breve storia l'istituto si è dedi-cato a vari aspetti della ricerca informatica:dalla linguistica computazionale ai metodi diinsegnamento dell'intelligenza artificiale,daicomputer che imparano (apprendimentoartificiale) alle tecniche di ottimizzazione.

Con la nascita dell'Università e dellaScuola universitaria professionale, l'IDSIA hatrovato una sua sistemazione come istituto

ponte, affiliato a entrambe le istituzioni uni-versitarie, integrato amministrativamentenella SUPSI.Già da tempo,per prepararsi aquesto ruolo, aveva iniziato ad ampliare isuoi campi di ricerca,estendendo i suoi inte-ressi da temi più accademici ad altri più vici-ni ai problemi del mondo reale.

Le attività di ricerca di carattere acca-demico,di solito finanziate dal Fondo nazio-nale per la ricerca,sono svolte collaboran-do con università svizzere ed estere:si trat-ta di migliorare i metodi di apprendimentoe di ottimizzazione citati sopra. In molticampi e per molti problemi standard l'IDSIAha sviluppato metodi di successo o ha rag-giunto risultati tra i migliori al mondo.

Le ricerche di tipo applicativo,di solito

finanziate dalla Commissione tecnologia einnovazione,sono svolte con partner priva-ti, collaborando con i dipartimenti dellaSUPSI e altre istituzioni interessate.Moltosimili sono pure i progetti finanziati dallaUnione europea,a cui partecipano obbliga-toriamente partner privati e istituti di ricer-ca di altri paesi europei.

Con questi progetti l'IDSIA dà lavoro agiovani ricercatori che, per conseguire undottorato di ricerca presso la loro univer-sità, svolgono il loro lavoro all'Istituto, e aricercatori già dottorati che vogliono rea-lizzare nuove esperienze prima di intra-prendere una carriera professionale o acca-demica. Più della metà dei ricercatori chehanno terminato un lavoro post-doc all'ID-SIA sono diventati professori universitari.

L'IDSIA collabora strettamente con ilDipartimento di informatica ed elettronicadella SUPSI:non solo con progetti di ricer-ca,ma anche contribuendo all'insegnamen-to di base con corsi,esercitazioni e proget-ti di semestre e di diploma e alla formazio-ne continua con moduli specialistici.

Il progetto di nuova facoltà di scienzeinformatiche dell'USI rappresenta unmomento importante per lo sviluppo dell'I-stituto:migliorando il suo contributo all'at-tività accademica, l'IDSIA potrà realizzarepienamente il suo ruolo di istituto ponte.

Il ffondatore AAngelo DDalle MMolle

La ppianificazione ddi pprocessi

In un processo industriale è fondamenta-le la pianificazione (scheduling) delle varie fasidi lavorazione su differenti macchine, tenen-do conto della successione di tali interventi edella disponibilità di macchine dalle caratteri-stiche anche diverse.Gli algoritmi sviluppatiall'IDSIA sono tra i più efficienti.Questo con-fronto è basato su problemi tipo, i cui datisono disponibili a tutti i ricercatori: le solu-zioni di questi problemi sono quindi facil-mente confrontabili, sia rispetto al risultatoottenuto,che può essere migliore o meno dialtri gia noti, sia rispetto al tempo di calcoloper ottenerlo.

Il Data MMining

I computer hanno invaso molte sfere del-la nostra vita:ogni nostra azione quotidiana èprobabilmente gestita da un computer,dal-l'acquisto del pane o di un biglietto per il cine-ma all'abbonamento a una rivista o all'orga-nizzazione di una vacanza. Per sua natura ilcalcolatore manipola quindi enormi quantitàdi dati che vengono poi archiviati.La quantitàdi tali dati ha ormai superato ogni immagina-zione e nessun essere umano può illudersi diesaminarli. Il calcolatore è invece in grado diriesaminare i dati archiviati dai suoi colleghiper estrarne informazioni supplementari.

Questo processo pone naturalmenteanche problemi di carattere etico e sociale,legati al diritto alla privacy e alla protezione deidati personali,specialmente se tendono all'e-strazione di profili di comportamento, di

Un po»di storia

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ProgettiUna mmetodologia pper lla pprevisione ddel

flusso ddi ccontainer ee lla lloro mmovimenta-

zione iin uun tterminale iintermodale

Questo progetto è stato sviluppato in col-laborazione con il Gruppo Contship che gesti-sce i terminali intermodali di La Spezia e GioiaTauro.Il progetto è stato finanziato dalla CTI.

Il terminale di La Spezia è un porto a traffi-co elevato,nel Mediterraneo del nord,caratte-rizzato da una superficie limitata del piazzale dilavoro.Per questa ragione,il miglioramento del-l'efficienza delle operazioni di movimentazioneè un compito strettamente legato a svariatiaspetti dell'operatività del terminale, dallagestione del piazzale,all'allocazione delle risor-se, sino al movimento del singolo container.L'IDSIA ha analizzato i flussi di container,cali-brando e validando modelli predittivi. Il proble-ma di allocazione delle risorse è stato formula-to e risolto con successo tramite programma-zione mista lineare intera.Infine, l'ottimizzazio-ne delle operazioni delle gru è stata affrontatacome un problema di flexible job-shop,ottenen-do ottimi risultati.

¤ stato inoltre realizzato un modello delterminale,usando il linguaggio di simulazioneMO-DSIM III.Con questo modello sono stateconfrontate le tradizionali politiche di gestio-ne del porto con quelle ottimizzate, eviden-ziando la migliore performance e la maggiorerobustezza di queste ultime di fronte a varia-zioni delle condizioni di lavoro.

Istradamento online di vveicoli pper lla

distribuzione ddi ccarburante aa uuso ddome-

stico

Questo progetto è sviluppato in colla-borazione con la ditta Pina Petroli SA diGrancia-Lugano.Il progetto è finanziato dal-la CTI.

Pina Petroli SA è una ditta con sede nelCanton Ticino che si occupa principalmen-te di distribuzione di combustibile su richie-sta diretta del cliente finale. Il servizio vienerealizzato con una flotta non omogenea diveicoli,cioè mezzi di trasporto diversi in ter-

mini di dimensione,peso, lunghezza dei tubi,accessibilità alle strade e altro. Il progetto èrivolto all'applicazione di tecniche di otti-mizzazione,simulazione e previsione per l'i-stradamento e lo smistamento di veicoli inun ambiente reale. Il sistema include model-li stocastici e dinamici,e considera un insie-me di vincoli aggiuntivi: la gestione dinamicadi nuovi clienti, il trattamento di richieste diservizio e di tempi di percorrenza stocasti-ci, le urgenze, la schedulazione su giorni mul-tipli, finestre temporali multiple e restrizio-ni di accessibilità. Inoltre, sono propostimetodi di previsione per la stima dellerichieste di futuri clienti e modelli di simula-zione per valutare obiettivi multipli e scena-ri diversi.

Platform: PPiattaforme iintermodali ccon-

trollate dda ccomputer pper uun ssistema ddi

trasporto fferroviario ppianificato

Questo progetto è stato finanziato dall'U-nione europea (DGVII) ed è stato sviluppatodal Consorzio Platform,un gruppo di istituti diricerca e di industrie attive nel miglioramentodell'efficienza del trasporto combinato rotaia-strada.

Il progetto Platform implementa unambiente di simulazione integrato rotaia-stra-da per la valutazione degli impatti dovuti all'u-so di differenti tecnologie e strategie di gestio-ne allo scopo di migliorare le prestazioni deiterminali nel trasporto intermodale [Rizzoli1996b].L'ambiente di simulazione è usato peranalizzare come rendere competitivo il tra-sporto combinato per distanze lunghe edanche medie,portando così a una riduzionedel trasporto solo su strada.

L'analisi delle esigenze dell'utente,raccol-te da un approfondito esame della letteraturaspecifica e delle interviste fatte in Europa aoperatori del settore,ha messo in evidenza lanecessità di studiare i seguenti processi:

carico e scarico delle unità intermodali ditrasporto (UIT) rispetto al treno;immagazzinamento delle UIT sul piazzale;arrivi e partenze delle UIT su camion.

Questi processi sono simulati con diffe-renti configurazioni del terminal (per es. ilnumero dei binari ferroviari e delle gru riser-vate). I criteri di valutazione e la descrizionedelle caratteristiche di diversi scenari di simu-lazione per la calibrazione e la validazione delsimulatore sono stati determinati in strettacollaborazione con gli operatori intermodali.

Il simulatore del terminale Platform è sta-to sviluppato in MOD-SIM III,un linguaggio disimulazione orientato ai processi,disponibi-le commercialmente.

TecnicheAnalisi di serie temporaliProgrammazione mista lineare interaSchedulazione di tipo Flexible Job-Shop

Simulazione a eventi discreti

TecnicheMetaeuristicheColonie di formicheRicerca LocalePrevisionePianificazione on-line

TecnicheSimulazione a eventi discretiAgenti autonomi

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"MOSCA,Decision Support System For Integrated Door-To-Door Deli-

very: Planning and Control in Logistic Chains".L'obiettivo del progetto è di definire un insieme di strumenti e meto-

dologie per migliorare il trasporto merci porta-a-porta in ambito urbano.L'idea è di far collaborare tramite una piattaforma informatica le

autorità pubbliche responsabili della gestione del traffico e i trasporta-tori delle merci. I trasportatori potranno disporre di informazioni pre-ferenziali sulle previsioni di traffico e sulla percorribilità delle strade peri giorni successivi,mentre le autorità potranno accedere ai dati aggior-nati sugli spostamenti delle merci all'interno delle città.

I trasportatori sfrutteranno queste informazioni per pianificare inmaniera più efficiente i loro percorsi grazie ad algoritmi messi a disposi-zione dall'IDSIA,mentre le autorità potranno valutare l'impatto di nuo-ve politiche di gestione del traffico anche dal punto di vista della soste-nibilità.

Il progetto coinvolge partner tedeschi, italiani e inglesi oltre allaCommissione regionale dei trasporti del Luganese (Piano dei trasportidel Luganese),CRTL-PTL.La presenza di CTRL-PTL permetterà di uti-lizzare la zona del Luganese come test-site.

Il finanziamento totale per IDSIA è di Fr.521.353; il costo totale delprogetto è di Fr.2.850.000,di cui Fr.1.450.000 versati dall'UE.

"SIRTAKI:Safety Improvement in Road&rail Tunnels using Advanced

ICT and Knowledge Intensive Decision Support Systems"Il progetto ha come obiettivo lo studio di sistemi di supporto alle

decisioni (dss) per gestire le emergenze all'interno dei tunnel ferroviarie stradali.Lo scopo principale è di prevenire situazioni di pericolo tra-

mite l'utilizzo di appositi sensori e di appositi algoritmi.Quello secondario è di assistere il responsabile della gestione delle

emergenze in situazioni critiche,grazie al suggerimento della sequenzaottimale di operazioni da coordinare per minimizzare le conseguenzedell'incidente.

Il progetto coinvolge un consorzio molto ampio che comprendeuniversità,operatori di trasporti pubblici e aziende di tutta Europa. Ilfinanziamento totale per IDSIA è di Fr.74.000; il costo totale del pro-getto è di Fr.4.500.000,di cui Fr.2.200.000 versati dall'UE.

"SWARM-BOTS,Swarm of Self Assembly Artifacts"L'obiettivo scientifico del progetto è di studiare una nuova meto-

dologia per definire, implementare,valutare e usare robot di nuova gene-razione in grado si auto-assemblarsi e auto-organizzarsi.Questi robotsono costituiti di unità molto semplici e facilmente sostituibili, in gradodi compiere operazioni complesse come il trasporto di oggetti, l'esplo-razione e la sorveglianza di ambienti,cooperando fra di loro. Il risultatocomplessivo del sistema è generalmente superiore alle capacità del sin-golo componente.

Per realizzare questi sistemi ci si ispira al comportamento di colo-nie/sciami di insetti (api, formiche,termiti) che mostrano in maniera natu-rale queste capacità di auto-organizzazione.L'obiettivo pratico è la rea-lizzazione hardware di almeno 35 unità robotiche.

Il progetto coinvolge oltre all'IDSIA, l'Université Libre de Bruxelles,l'EPFL di Losanna e l'Università di Roma. Il finanziamento totale perIDSIA è di Fr.736.950; il costo totale del progetto è di Fr.3.300.000,dicui Fr.1.500.000 versati dall'UE.

acquisto,ecc.In altri casi l'esame di banche datiha risvolti più seri, come la valutazione del-l'affidabilità di un cliente,in caso di prestiti,o ladiagnosi di malattie in base a esami clinici.

La statistica,per sua natura,si occupa datempo di questi problemi;con il termine Data

Mining si intende oggi un approccio piùampio, basato su differenti tecnologie peraffrontare il problema sotto vari aspetti.Nelcaso della diagnosi medica,per esempio,que-sti sistemi possono arrivare a classificare unpaziente, in base ai risultati dei suoi esami,for-nendo la diagnosi corretta in un alto numerodi casi.Non potendo garantire il successo inogni caso, il ruolo del medico sarà quindisempre fondamentale per la diagnosi defini-tiva.Nuovi tipi di classificatore sono però ingrado di rinunciare a esprimere una diagnosinei casi poco chiari:un onesto "non so" ren-de il sistema più sicuro e diminuisce la diffi-denza del medico.La ddirezione ddell»IDSIA: JJürgen SSchmidhuber, LLuca MM. GGambardella, CCarlo LLepori

Nuovi progetti europeiProgetti ffinanziati ddall'Unione eeuropea ee ddall'UFES, rrealizzati nnell'ambito ddi cconsorzi iinternazionali ddi uuniversità ee aaziende

private

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Facoltà di Scienze informatiche all'USI

Master ddi iinformatica CCorsi iin Pro-

blem SSolving OOriented CComputing

In vista della creazione della nuova facoltàdi scienza dell'informazione, l'IDSIA intendeproporre per l'insegnamento nel biennio dimaster i temi denominati qui Problem Solving

Oriented Computer Science (PSO) o Strategic

Computer Science (SCS).Si tratta di direzioni diricerca in informatica attualmente in fortecrescita ed espansione,caratterizzate dal loroutilizzo per la soluzione di problemi a diversilivelli di astrazione e di complessità,e il sup-porto a decisioni per la gestione di questisistemi,per mezzo di modellizzazione,simu-lazione, ottimizzazione, apprendimento eadattamento a situazioni dinamiche e impre-vedibili; la ricerca si concentra su adaptive pro-

blem solving, teoria delle decisioni,apprendi-mento automatico,data mining, simulazione,ottimizzazione,adaptive forecasting e ragiona-mento probabilistico con incertezza.

Applicazioni importanti di successo com-prendono:

applicazioni finanziarie: previsioni, otti-mizzazione di portafoglio,minimizzazio-ne di rischio,valutazione di credito sonoampiamente usati nell'economia; ognigiorno miliardi di dollari vengono sposta-ti in base a previsioni basate su metodiPSO,usati anche da grandi banche per ilcontrollo delle carte di credito, la gene-razione di portafogli,ecc.;logistica,gestione di processi industriali ejob scheduling sono ampiamente usati nel-l'industria, dove i problemi logistici, perl'interazione di numerosi sottoprocessi,diventano sempre più complessi;ottimizzazione di flusso: vehicle routing,

internet routing, gestione del traffico;bioinformatica, life sciences:diagnosi medi-che,previsione di dati biologici,genetica,predizione di sequenze di geni, proteo-mica (analisi funzionale delle proteine),sintesi di molecole,ecc.;

pattern recognition: linguaggio parlato,visio-ne,riconoscimento di caratteri manoscrit-ti,riconoscimento di prodotti difettosi;robotica autonoma,controllo adattativo.

Obiettivo

Si vuole promuovere la formazione diinformatici con competenze approfondite nelcampo dell'informatica Problem solving oriented.

L'obiettivo di formazione è duplice: dauna parte l'informatico che grazie alle suecompetenze può affrontare lo sviluppo di nuo-vi tool di simulazione e ottimizzazione e laricerca nel campo dell'algoritmica e dei fonda-menti teorici dell'apprendimento automatico;dall'altra l'informatico che,grazie alle sue cono-scenze in questo campo,è in grado di far usoin modo professionale e critico dei tool di otti-mizzazione e di supporto alle decisioni.Que-sti obiettivi sono integrati dalla formazione agestire progetti e a lavorare in team.

Contenuti

I corsi in Problem Solving Oriented Compu-

ting comprendono i temi di modellizzazione,simulazione,ottimizzazione,scheduling di pro-

Dalla rricerca ddi bbase aallo spin ooff

L'IDSIA affronta i temi appena visti primadi tutto con contributi di tipo accademico,tesi cioè a sviluppare nuovi algoritmi e adapprofondire gli aspetti teorici: il metro diquesta produzione è l'accettazione da partedella comunità scientifica,che approva la pub-blicazione di articoli in riviste scientifiche o inconferenze internazionali di prestigio;comevisto sopra, si tratta spesso di problemi oinsiemi di dati standardizzati.

In secondo luogo, non per importanza,ma perché si tratta di una conseguenza, l'ID-SIA è interessato all'applicazione dei suoirisultati a problemi concreti,che presentanospesso vincoli e particolarità che rendonoimpossibile una semplice trasposizione deirisultati teorici. In questi progetti di ricercahanno quindi un ruolo fondamentale le azien-de che vogliono realizzare nuove soluzioni ailoro problemi e cercano la collaborazionecon istituti come il nostro.

I terzo tassello è la creazione di una nuovaazienda,che si occupa della realizzazione e com-mercializzazione di prodotti e servizi software:un gruppo di ricercatori dell'IDSIA,insieme conaltre persone, ha recentemente costituito laditta AntOptima (http://www.antoptima.com)che ha gia iniziato la sua attività,realizzano peresempio la gestione della distribuzione di mer-ci delle cooperative Migros a partire dal nuovocentro logistico di Suhr.

Una ddinamo ddi iinizio ssecolo ttra ddue

mini rrobot ssemoventi

foto Ti-press / Francesca Agosta

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cessi, analisi e previsione di dati, già citati,appresi attraverso l'analisi di problemi e l'usodi tool state-of-the-art.

Non si esclude a priori la possibilità dicorsi e altre attività formative specializzati intematiche specifiche, come la gestione deltraffico e l'ottimizzazione dei trasporti oppu-re l'ottimizzazione del controllo di processiindustriali, o ancora la gestione e l'analisi digrandi quantità di dati con data mining e pre-visioni ecc.

Alcuni corsi,progetti di gruppo,seminari,ecc.potranno interagire con altri programmidi master, per esempio su temi legati allagestione e all'ottimizzazione di reti di grid

computing, su temi di analisi e di previsione didati finanziari,per la preparazione tecnica distudenti orientati a business informatics,ecc.

Ambiti pprofessionali ddi rriferimento

L'informatico specializzato nel campodell'Informatica Problem Solving Oriented, ingrado di analizzare tool sofisticati di simula-zione e ottimizzazione,di affrontare proble-mi concreti di modellizzazione, scheduling,previsione,pattern matching,e di gestire siste-mi di supporto alle decisioni è una figuraricercata nell'economia pubblica e privata,dove questi problemi si presentano in modosempre più pervasivo per esempio in chimica,nel controllo di processi industriali, in ambitofinanziario,nella gestione del traffico,ecc.

Allo studente più dotato per gli aspettiinformatici, i corsi in Informatica Problem Sol-

ving Oriented aprono la carriera dello studiodottorale, dove potrà approfondire questitemi e affrontare nuovi problemi a livello diricerca personale.

Un aspetto non trascurabile è l'attrattivadi questi temi per gli studenti: in molte uni-versità statunitensi ed europee i temi legatiall'Informatica Problem Solving Oriented sonotra i preferiti dagli studenti.

Pubblicazioni IDSIA (2001-2002)http://www.idsia.ch/publications.html

L. Bianchi, "2-p-opt local search in theProbabilistic Traveling Salesman Problem(PTSP)", technical report IDSIA-08-01,may15,2001.

N.Casagrande,L.M.Gambardella and A.E. Rizzoli, "Solving the vehicle routing pro-blem for heating oil distribution using Ant-Colony Optimisation",, ECCO XIV,Confe-rence of the European Chapter on Combi-natorial Optimisation,May 31-June 2 2001,Bonn,Germany.

A.Castelletti,G.Corani, A.E.Rizzoli andR. Soncini-Sessa, E.Weber, "Reinforcementlearning in the operational management of awater system",Proceedings IFAC WorkshopModelling and Control in EnvironmentalIssues,2001, August 22-23.Yokohama Japan.

D.De Rigo, A.E.Rizzoli,R.Soncini-Sessa,E.Weber and P. Zenesi, "Neuro-Dynamic Pro-gramming for the Efficient Management ofReservoir Networks",Proceedings "MODSIM2001 International Congress on Modelling andSimulation,10-13 December 2001,The Austra-lian National University,Canberra, Australia.

D. Eck, "A positive-evidence model forrhythmical beat induction", Journal of New

Music Research,30:2,187--200,2001.D.Eck, "A network of relaxation oscilla-

tors that finds downbeats in rhythms", inGeorg Dorffner, editor, Artificial NeuralNetworks ICANN 2001 (Proceedings),pages 1239-1247,Berlin,2001.Springer.

A. Fishkin, K. Jansen and M. Mastrolilli,"Grouping techniques for scheduling pro-

blems:simpler and faster",LNCS 2161,206-217, 9th Annual European Symposium onAlgorithms (ESA 2001).

N. Fornara and L.M. Gambardella, "AnAutonomous Bidding Agent for SimultaneousAuctions",Proceedings of the Fifth Internatio-nal Workshop on Cooperative InformationAgents (CIA-2001),Lecture Notes on Artifi-cial Intelligence LNAI 2182,pp.130-141.

L.M.Gambardella,M.Mastrolilli, A.Rizzo-li and M.Zaffalon, "An optimization metho-dology for intermodal terminal manage-ment", Journal of Intelligent Manufacturing,12(5/6) (2001) 521-534.

F. A. Gers and J. Schmidhuber, "LSTMRecurrent Networks Learn Simple ContextFree and Context Sensitive Languages", IEEE

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