2014 Piano di Attività

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1 2014 Piano di Attività V1.0 29/01/2014

2 2 PIANO ANNUALE 2014

3 Indice SINTESI RICERCA E SVILUPPO Caratteristiche dell attività di ricerca e sviluppo Specializzazione intelligente Tematiche di ricerca CRS4 e loro convergenza Legami con Horizon Aree tematiche Indicatori misurabili per le attività di ricerca PIATTAFORME TECNOLOGICHE Introduzione Reti e Sistemi di Calcolo ad Alte Prestazioni Sistemi sperimentali ad alta processività Laboratorio di Visual Computing SUPPORTO AL TERRITORIO SERVIZI DI SUPPORTO INTERNO Valorizzazione e disseminazione dei risultati Comunicazione e informazione istituzionale Supporto funzionale amministrativo BUDGET Premessa Risorse Umane Situazione economico previsionale del Piano Costi Previsti Investimenti pluriennali PROGETTI ESTERNI FINANZIATI

4 Sintesi PIANO ANNUALE 2014 L anno 2014 si configura come fondamentale momento di inizio di un nuovo ciclo di programmazione comunitaria, contraddistinto da un profondo ripensamento del ruolo della Ricerca e Innovazione in relazione ai processi di crescita economica. Concepite come principali fattori di sviluppo, in dinamiche economiche sempre più caratterizzate dal ruolo pervasivo della conoscenza ad alto valore aggiunto, Ricerca e Innovazione diventano gli assi portanti della pianificazione strategica a tutti i livelli di governance nonché il principale volano di sviluppo territoriale. Tale impostazione schiude un nuovo orizzonte di interazioni tra istituzioni di ricerca, istituzioni politiche e realtà economico- imprenditoriali. Nel quadro dell iniziativa avviata dalla Programmazione finalizzata alla realizzazione di un sistema integrato dei centri di ricerca regionali, lo sviluppo tecnologico e la ricerca scientifica del CRS4 si focalizzano sulle tecnologie computazionali abilitanti e sulla loro applicazione nei settori della biomedicina, della biotecnologia, della società dell'informazione, dell'energia e dell'ambiente. Tali settori tematici, caratterizzati da un elevato impatto economico e sociale, rispondono alle esigenze del mercato, della collettività e alla necessità di sviluppare prodotti, processi e servizi ad alto contenuto tecnologico. La forte ricaduta sul tessuto locale avviene sia attraverso la formazione di personale tecnico e di ricerca altamente qualificato, che in termini di trasferimento tecnologico dei risultati. A questo riguardo, si sottolineano le attività di trasferimento diretto di risultati della ricerca al contesto regionale, sia pubblico che privato, e la capacità dimostrata dalle attività di ricerca e sviluppo sviluppate dal CRS4 di fungere da meccanismo di attrazione all'insediamento nell'isola di realtà industriali ad alto contenuto tecnologico. L'attività del CRS4 deve obbligatoriamente fondere interessi e aspetti globali e locali. Come centro di ricerca, è fondamentale per il CRS4 mantenere le sue attività allo stato dell'arte internazionale, lavorando a problemi considerati rilevanti e complessi dalla comunità internazionale e sviluppando soluzioni innovative. E necessario utilizzare tecnologie allo stato dell'arte per i servizi e produrre un avanzamento delle stesse tecnologie nei progetti di ricerca. Contemporaneamente, come entità regionale, è importante che le attività abbiano una ricaduta sul territorio e producano valore aggiunto nel contesto economico e tecnico- scientifico regionale. Al CRS4 sono affidati tre dei principali punti di forza dell infrastruttura per la ricerca della Regione Sardegna: la piattaforma di High Performance Computing (HPC), la piattaforma di Visual Computing (ViCLab) e la piattaforma di genotipizzazione ad alta processività e di sequenziamento di nuova generazione (SGP). Grazie alla combinazione di piattaforme tecnologiche avanzatissime con competenze di frontiera avanzatissime, il CRS4 è il soggetto di riferimento su scala regionale nella quasi totalità delle aree di ricerca classificate come prioritarie dalla Regione Sardegna. Oggetto di questo documento è la presentazione del piano di attività del CRS4 per l anno 2014 e le corrispondenti previsioni di sostenibilità economica. Come negli anni precedenti, e ancor di più nel 2014, la sostenibilità è ottenuta, a fronte di insufficienti risorse strutturali, grazie ad un significativo incremento di finanziamenti da progetti, da parte dei gruppi di ricerca del centro. Questo elemento reca con sé delle forti criticità e impone alcune riflessioni sulla struttura dei costi di gestione e sulle iniziative future. Da una parte 4

5 l impiego della quasi totalità del personale di ricerca su progetti spefici con finanziamenti esterni inibisce la possibilità di pianificare attività scientifiche a più lunga scadenza e di svolgere il fondamentale lavoro preparatorio richiesto per partecipare ai grandi progetti strategici Europei. Dall altra, emerge con chiarezza che, attualmente, neanche i costi legati al mantenimento delle piattaforme tecnologiche sono coperti per intero dal fondo di funzionamento. Ne consegue che le piattaforme e infrastrutture ritenute strategiche per le strategie regionali e che, come tali, dovrebbero avere un funzionamento costante e garantito, allo stato attuale funzionano in virtù di una distribuzione interna dei costi che grava essenzialmente sull attività progettuale dei gruppi di ricerca, la quale rappresenta, per sua natura, un introito non prevedibile. 5

6 1. Ricerca e Sviluppo PIANO ANNUALE 2014 La strategia Europa 2020 che informa il ciclo di programmazione comunitaria fissa nella crescita intelligente (basata sulla conoscenza e sull innovazione), sostenibile e inclusiva le tre priorità fondamentali. Gli ambiti tematici considerati strategici nel documento generale vengono poi sviluppati nelle sette iniziative faro. Tra queste vi è l Unione dell Innovazione che tratta i temi della ricerca e dell innovazione e per la cui realizzazione è stato definito un apposito strumento regolatorio e finanziario, Horizon Questi i punti cardine del quadro generale. Al fine di integrare in tale quadro ciò che vi è di peculiare e specifico nel territorio Europeo è incoraggiato il processo della smart specialisation per mezzo del quale le regioni dovranno declinare le comuni priorità strategiche, fissate dall Europa e da esse recepite, in funzione dei propri asset territoriali. Con maggior precisione, le regioni sono chiamate a costruire una strategia regionale di specializzazione intelligente per ricerca e innovazione che sia motore di sviluppo territoriale e che, valorizzando adeguatamente i punti di forza del contesto locale, contribuisca a perseguire i comuni obiettivi strategici Europei. L elemento distintivo della strategia Europea delineata attraverso Horizon 2020 è la centralità di ricerca e innovazione, che sono considerate insostituibili volani sia dello sviluppo economico che di quello sociale. Uno degli strumenti principali per l attuazione della politica regionale di ricerca è il rafforzamento del sistema integrato dei centri di ricerca regionali, in cui il CRS4 ricopre un ruolo prioritario. Il punto di forza di questo sistema è la combinazione di competenze e infrastrutture all avanguardia con solidi programmi di ricerca e sviluppo di valenza internazionale focalizzati su tematiche prioritarie per lo sviluppo regionale. 1.1 Caratteristiche dell attività di ricerca e sviluppo L attività di un centro di ricerca regionale come il CRS4 deve obbligatoriamente fondere interessi e aspetti globali e locali. Da un lato, è fondamentale che il centro lavori a problemi considerati rilevanti e complessi dalla più ampia comunità industriale e scientifica che opera su scala internazionale, sviluppando tecnologie abilitanti e soluzioni innovative attraverso la stretta combinazione di ricerche conoscitive e tecnologiche. Su queste basi, quindi, al centro deve essere garantito un sostegno stabile alle attività di ricerca prioritarie, permettendo di mantenere e accentuare la sua internazionalizzione nell ambito delle sue attività istituzionali e di stipulare accordi con il mondo accademico, imprenditoriale e scientifico per attività collaborative, partecipando a rilevanti progetti regionali, nazionali ed internazionali, sia di ricerca che infrastrutturali. Contemporaneamente, è importante che le attività di ricerca abbiano ricadute dirette ed indirette sul territorio, producendo valore aggiunto fruibile nel contesto sociale, economico e tecnico- scientifico regionale. In un ottica di specializzazione intelligente il CRS4 è al centro della strategia regionale che mira a consolidare le pre- esistenti eccellenze e specificità in funzione territoriale sostenendo l avanzamento conoscitivo e tecnologico ad alto potenziale competitivo. In un ottica di specializzazione intelligente questo 6

7 obiettivo verrà ottenuto focalizzando le attività del CRS4 sulle tematiche prioritarie di interesse regionale e rafforzando sia i meccanismi di collaborazione tra università e centri di ricerca presenti sul territorio che il trasferimento di conoscenze, servizi e tecnologie sul tessuto produttivo regionale. Inoltre, è considerata prioritaria la messa a rete efficace delle infrastrutture esistenti, sia a livello regionale che globale. Le infrastrutture regionali di ricerca messe a sistema a livello internazionale hanno, infatti, un fortissimo impatto locale sia a livello formativo che produttivo ed economico perché oltre a dar luogo ad una spinta formidabile allo sviluppo ed uso di tecnologie, favoriscono i metodi di integrazione delle conoscenze e di organizzazione del lavoro tecnico- scientifico, trasferendo velocemente best- practices a livello regionale. Azioni da inserire nella strategia regionale Supporto ad attività di ricerca con orizzonte internazionale su tematiche di interesse regionale Finanziamento stabile del CRS4 per le attività strutturali e strategiche sulla base di piani triennali che coprano sia ricerca e sviluppo che infrastrutture tecnologiche 1.2 Specializzazione intelligente La strategia regionale è quella di rafforzare, specializzare e integrare i centri di ricerca regionali in maniera da rispondere agli obiettivi di consolidare le pre- esistenti eccellenze e specificità in funzione territoriale, sostenendo l avanzamento conoscitivo e tecnologico ad alto potenziale competitivo. L ICT, grazie agli sviluppi tecnologici degli ultimi anni, è ormai diventata pervasiva e sta impattando su tutti i settori produttivi e su tutti gli aspetti della vita delle persone, sia attraverso il paradigma della connettività anytime, anywhere, for anybody, on any device auspicato da Horizon 2020, che grazie allo sviluppo massiccio del calcolo numerico, che è ormai diventato un universal enabler scientifico e industriale 1. Studi recenti 2 3, inoltre, oltre ad indicare chiaramente come la produzione di grosse quantità di dati è diventata pervasiva nell'industria e nelle istituzioni pubbliche, prevedono che l'uso intelligente di grosse quantità di dati (Big Data) diventerà una delle principali basi di competizione e crescita. A fronte della dimensione e della complessità delle grandi sfide scientifiche e industriali, le attività vengono svolte in larga parte in maniera interdisciplinare secondo l emergente paradigma della convergenza 4, che comporta la collaborazione tra gruppi di ricerca, ma, più in profondità, l integrazione in una visione sistemica di approcci disciplinari che nascono originariamente separati e distinti. Questa fusione di tecnologie, processi e dispositivi in un insieme unificato mira non solo a produrre risposte di ampio respiro ma anche a creare nuovi percorsi e opportunità di progresso scientifico e tecnologico. In tutti i settori di 1 M. Yardi. Science has only two legs, CACM 53(9), James Manyika, Michael Chui, Brad Brown, Jacques Bughin, Richard Dobbs, Charles Roxburgh, Angela Hung Byers. Big Data: The next frontier for innovation, competition and productivity, McKinsey Institute, Center for Economics and Business Research. Data Equity Unlocking the value of big data, The Third Revolution: The Convergence of the Life Sciences, Physical Sciences, and Engineering. MIT White Paper,

8 ricerca, industriali e dei servizi è forte la necessità di studiare e applicare metodi e tecnologie interdisciplinari per affrontare problemi di ampia portata che emergono in tutti gli ambiti di intervento, dalla società dell informazione all ambiente, all energia, ai beni culturali e alle scienze della vita. Il sistema regionale della ricerca si appoggia sul CRS4 come centro di eccellenza, sia per la ricerca e sviluppo che per le infrastrutture tecnologiche. In un ottica di specializzazione intelligente, il CRS4 si focalizza quindi sulle tecnologie computazionali abilitanti (ICT) e sulla loro applicazione negli ambiti tematici definiti come prioritari a livello regionale. L approccio top- down regionale individua ICT, biomedicina, ambiente ed energia, tecnologie per i beni culturali, oltre ai settori tradizionali, quali settori tematici strategici, in quanto caratterizzati da un elevato impatto economico e sociale, che rispondono alle esigenze del mercato, della collettività e alla necessità di sviluppare prodotti, processi e servizi ad alto contenuto tecnologico. Le competenze e la qualità della ricerca scientifica e industriale del CRS4 sono riconosciute e accreditate nei principali circuiti della ricerca nazionale e internazionale e permettono al centro di inserirsi con autorevolezza in parternariati strategici di prima importanza. Elemento questo, spesso decisivo per crescere e rafforzarsi nella competizione globale. Il CRS4 combina il suo solido programma di ricerca con risorse infrastrutturali importanti. Uno dei principali punti di forza è il centro di High Performance Computing (HPC) che si avvale di una delle maggiori concentrazioni di potenza di calcolo in Italia e, grazie all'altissima specializzazione del personale CRS4, fornisce un eccezionale livello di flessibilità nell'utilizzo di hardware specializzato all'avanguardia. Assieme a queste risorse computazionali, il centro gestisce la più grande piattaforma di genotipizzazione ad alta processività e di sequenziamento di nuova generazione in Italia (throughput aggregato nel 2012 di 5.4 TeraBase/mese), direttamente collegata alle proprie risorse computazionali. Tale sinergia, unica in Italia, consente al CRS4 di svolgere attività di ricerca di eccellenza e di progettare ed eseguire procedure di analisi per studi di dimensioni prima impensabili. Azioni da inserire nella strategia regionale Investitura del CRS4 come infrastruttura regionale di ricerca d interesse pan- europeo Promozione della partecipazione a programmi, progetti e collaborazioni di rilievo nazionale ed internazionale attraverso meccanismi di cofinanziamento dedicati, in linea con quanto già previsto dalla L.R. 12/2011 Sostegno all inserimento del CRS4 nel sistema educativo ad alta specializzazione, integrando l utilizzo delle sue infrastrutture informatiche allo stato dell arte con l attività di formazione di livello (post- )universitario nelle discipline che costituiscono i punti di eccellenza del centro 1.3 Tematiche di ricerca CRS4 e loro convergenza In questa visione, il CRS4 specializzerà le attività sviluppando azioni coordinate di ricerca, sviluppo e sperimentazione ad ampio spettro sui principali ambiti prioritari definiti a livello regionale. In particolare, saranno portate avanti le seguenti azioni integrate: Computing e tecnologie dell informazione e della comunicazione (ICT) L ICT, grazie agli sviluppi tecnologici degli ultimi anni, è ormai pervasiva e sta impattando su tutti i settori produttivi e su tutti gli aspetti della vita delle persone, sia attraverso il paradigma della connettività anytime, 8

9 anywhere, for anybody, on any device auspicato da Horizon 2020, che grazie allo sviluppo massiccio del calcolo numerico, ormai diventato un universal enabler scientifico e industriale 5. Il sistema regionale della ricerca si appoggia sul CRS4 come centro di eccellenza nel settore. A livello prioritario saranno portate avanti attività molto radicate al CRS4 e che a livello europeo s inquadrano nell ambito degli Smart Connected Environments & Platforms (cloud, big data technologies e cyber- phisical systems). Questo include sia lo studio e sviluppo di nuove tecnologie abilitanti in HPC, distributed e visual computing che l ingegnerizzazione di infrastrutture informatiche avanzate per l acquisizione, l elaborazione, l archiviazione, la distribuzione e l esplorazione di grossi volumi di dati. In questo quadro, le tecnologie di Big Data/Cloud Computing saranno utilizzate estensivamente come paradigma informatico per la condivisione di sensori, banche dati, cluster di calcolo, applicativi software, conoscenza e informazione. Biomedicina Lo sviluppo di metodi per la gestione e l'analisi omica di matrici biologiche e la loro applicazione a problematiche ambientali, biotecnologiche, cliniche o d interesse generale possono senza dubbio essere considerati obiettivi primari in un contesto di eccellenza scientifica a livello europeo e internazionale, nei quali i centri di ricerca regionali quali CRS4 e PCR hanno già una posizione di rilievo. Il CRS4 è il più grande centro di Next Generation Sequencing in Italia e focalizza le sue attività sulla ricerca e sviluppo di tecnologie scalabili per la gestione di biobanche e l analisi di dati provenienti da data- intensive biology, settore nel quale è all avanguardia a livello internazionale. Per aumentare ulteriormente l'efficienza dell'uso delle infrastrutture abilitanti in questo settore, CRS4 e PCR integreranno le proprie strumentazioni e capacità di analisi in un unica infrastruttura virtuale basata su tecnologie di cloud computing (SaaS Software as a Service). Ambiente ed Energia Il miglioramento indispensabile nell efficienza e sostenibilità energetica e ambientale richiede la messa in opera di servizi costruiti per dare risposte affidabili a problemi scientifici, ingegneristici, economici e sociali. Questi richiedono, oltre allo sviluppo di applicativi numerici eterogenei, l assimilazione di ingenti volumi di dati e la condivisione di importanti risorse di calcolo. Prevenzione, monitoraggio, progettazione e, in generale, gestione ottimale di processi complessi quali: rischio di alluvioni, ciclo dell acqua, tutela delle coste, esplorazione del sottosuolo, incendi boschivi, meteorologia su piccola scala, micro produzione elettrica intelligente, combustione pulita e nucleare di quarta generazione. Pertanto, dovranno essere promosse, con il coinvolgimento degli assessorati regionali di riferimento, attività propedeutiche alla realizzazione di servizi per il supporto alla decisione integrati a strumenti di monitoraggio, sistemi informativi e software di simulazione, di interesse industriale e/o della pubblica amministrazione. I servizi dovranno essere concepiti come infrastrutture virtualizzate basate su tecnologie di cloud computing (SaaS Software as a Service) in grado di fornire un accesso a risorse computazionali e ad applicazioni numeriche legate alla sostenibilità ambientale e all efficienza energetica. In quest ottica, gli obiettivi includeranno la convergenza di Smart Grid e generazione distribuita di potenza elettrica quale nuova frontiera dell ICT applicata allo studio, sviluppo e implementazione di modelli di previsione e gestione dei flussi intermittenti prodotti da fonti rinnovabili, per garantire equilibrio, stabilità e qualità di servizio nel sistema elettrico. Tenendo conto della sua insularità e dell eterogeneità della sua produzione energetica, la Sardegna offre un ottimo potenziale tecnico, 5 M. Yardi. Science has only two legs, CACM 53(9),

10 scientifico e infrastrutturale per diventare il banco di prova europeo dove progettare, sviluppare e applicare nuove strategie di produzione, di previsione e di gestione 6. Turismo - In Sardegna il turismo rappresenta un attività trainante dello sviluppo ed è in grado di determinare dei considerevoli trend di crescita economica. Le nuove tecnologie rivestono un ruolo primario ai fini della valorizzazione dei patrimoni paesaggistici e culturali su cui si fondano i sistemi turistici, tenendo conto delle diverse fasi di cui si compone il processo esperenziale del viaggio, che oggi è sempre più orientato alla condivisione sociale. In questo quadro, svilupperemo un ecosistema ICT integrato basato su Open Data/Open Services e standard, con integrazione di dati provenienti da urban sensors (per es. dati di traffico da aziende di trasporto) e participatory sensing (sensori forniti dagli utenti ad es. da smart- phone). Tecnologie per i Beni Culturali Il settore dei beni culturali è di primaria importanza per la Sardegna. L innovazione tecnologica offre in questo settore importanti opportunità e vede già presenti nel territorio centri specializzati, quali il Centro di restauro e conservazione dei beni culturali di Li Punti ed il Cirtebec recentemente costituito dalle Università di Cagliari e Sassari, nell applicazione di tecnologie industriali all interno di metodologie scientifiche. In questo contesto, il CRS4, che collabora già con tutti gli altri attori presenti sul territorio, specializzandosi sullo sviluppo ed applicazione di tecnologie ICT per i beni culturali, in particolare per l acquisizione, l archiviazione, la distribuzione e l esplorazione di siti e manufatti. In tali settori, il CRS4 ha sviluppato una serie di metodi e tecnologie che sono considerati attualmente allo stato dell'arte dalla comunità scientifica internazionale. E da notare che le attività svolte dal CRS4 si inquadrano pienamente anche nelle priorità di investimento dei programmi operativi POR FESR e FSE In particolare, in coerenza col FESR si inquadrano le azioni per potenziare l'infrastruttura per la ricerca e l'innovazione (R&I) e le capacità di sviluppare l'eccellenza nella R&I, con riferimento soprattutto a quelle d interesse europeo (vedi Sezione 1.4), il sostegno ai partenariati pubblico- privati e l'innovazione aperta attraverso la specializzazione intelligente (es. progetti bando MIUR Smart Cities & Communities: PATH, Cagliari 2020 e Cagliari Port2020), i cluster tecnologici nazionali a cui partecipa la Sardegna (es. ALISEI, DASS), le linee pilota e le azioni di validazione precoce dei prodotti/processi/tecnologie (es. gestione integrata delle risorse idriche per l adattamento ai cambiamenti climatici e per le smart electricity grid) e la produzione e diffusione in tecnologie chiave abilitanti nel settore dei beni culturali (es. Visual Computing e temi dell'identità culturale europea e regionale) e dell e- Health (es. librerie open source per l'interoperabilità secondo lo standard internazionale HL7). Inoltre, in coerenza con le priorità del FSE di incrementare la qualità e la diffusione dell innovazione nelle imprese e l occupazione ad alta qualificazione tecnico- scientifica, si colloca il supporto all'alta formazione post- laurea (cicli di laurea magistrale, master, stage, dottorati e post- doc) offerto dal CRS4 per lo sviluppo on the job di competenze tecnico- scientifiche specialistiche di stagisti (circa 10 per anno) ospitati all'interno dei propri gruppi di ricerca e sviluppo, in collaborazione con le Università e le Aziende Miste Ospedaliero- Universitarie (vedi Sezione 3). 6 Renewable Energy, Medium- Term Market Report 2012, p. 67, 10

11 1.4 Legami con Horizon 2020 PIANO ANNUALE 2014 Il rafforzamento delle attività di ricerca svolte dal CRS4 avrà come obiettivo di potenziare la presenza regionale nei programmi nazionali e internazionali, sia attraverso il CRS4 stesso che attraverso la comunità industriale, tecnica e scientifica servita dallo stesso. Questo permetterà di potenziare e rafforzare i settori di ricerca e sviluppo in un ottica di specializzazione intelligente, contribuendo in maniera efficace alla partecipazione attiva della regione ai Cluster Tecnologici Nazionali e ai programmi europei. In quest ottica, il CRS4 dovrà anche contribuire a sfruttare la centralità della Sardegna nelle collaborazioni internazionali con il sud del Mediterraneo. E importante notare che le attività CRS4 sono perfettamente integrate nella strategia Europea delineata da Horizon La seguente figura illustra, in particolare, le corrispondenze tra le attività ICT del CRS4 (e corrispondenti progetti) e il piano Horizon

12 1.5 Aree tematiche Data fusion e Visual Computing PIANO ANNUALE 2014 Obiettivi generali La scienza, l'ingegneria e la tecnologia sono caratterizzate in misura sempre maggiore da un approccio orientato a estrarre informazioni da flussi sempre più massicci di dati sia direttamente ottenuti da sistemi di sensori e scanner che come aggregazione dei risultati di processi computazionali. Vista la crescita esponenziale delle capacità delle tecnologie di acquisizione e di calcolo, questo trend, già ora molto forte, diventerà sempre più importante e fondamentale, oltre che nella ricerca, anche nella pratica e nello sviluppo tecnologico del prossimo decennio. Il CRS4 si concentra sullo sviluppo di meccanismi e servizi innovativi per il processamento, l archiviazione, la distribuzione, e la visualizzazione di grandi quantità di dati, sia per applicazioni locali che distribuite su scala geografica. Le attività svolte in questi settori di ricerca hanno ormai una storia decennale e si annoverano fra quelle di maggior successo al CRS4 sia in termini di visibilità internazionale che di ricadute dirette sul tessuto locale. Le attività di ricerca e sviluppo in questi ambiti si sono finora svolte in gran parte nel quadro di progetti (co- ) finanziati esternamente e pianificati in modo da assicurare una forte sinergia tra essi e le finalità del CRS4. I ricercatori sono molto attivi nella comunità scientifica internazionale attraverso pubblicazioni, presentazioni, tutorials a convegni, partecipazione a comitati di programma, attività editoriali, ecc. e contribuiscono notevolmente alla visibilità scientifica del centro. A livello locale, tutte queste conoscenze portano forti ricadute sia in termini di trasferimento tecnologico dei risultati, che attraverso la formazione di personale tecnico e di ricerca altamente qualificato nelle tematiche tecnologiche di base della visualizzazione, del computing ed in settori verticali specializzati come l informatica clinica. Si sottolineano inoltre le attività di trasferimento diretto di risultati di ricerca al contesto regionale e la capacità di attrarre nell isola realtà industriali ad alto contenuto tecnologico. Tra le prime si possono citare la collaborazione con le principali strutture ospedaliere dell isola per lo sviluppo di sistemi informatici per la medicina, la collaborazione con il sistema informativo territoriale regionale per la visualizzazione tridimensionale interattiva via rete di modelli di territorio ad alta risoluzione, la collaborazione con Sardegna Ricerche per lo sviluppo del Distretto ICT e la collaborazione con le soprintendenze ai beni culturali per l uso di tecnologie informatiche avanzate per il rilievo e la rappresentazione digitale tridimensionale. Per quanto riguarda l attrazione di realtà industriali ad alto contenuto tecnologico, si possono ricordare INPECO SpA (sistemi informatici per la medicina) e Gexcel Srl (trattamento e la visualizzazione di grosse nuvole di punti). È inoltre importante notare che il ruolo, l esperienza e le conoscenze accumulate dai ricercatori in questo settore hanno permesso di inserirsi sin da subito in modo naturale e fattivamente collaborativo nel processo d innovazione profonda che sta investendo i sistemi informativi ed informatici sardi. Questo sia attraverso i contributi all infrastruttura regionale per la ricerca, che più specificamente nel campo dei servizi al cittadino, con contributi a progetti come la Digital Library e la visualizzazione di dati geografici, e nel campo della Sanità, con lo sviluppo di prototipi di telemedicina ed con il contributo a progetti come SISaR e SILUS. L enfasi delle attività di ricerca tecnologica è su come meglio bilanciare infrastrutture computazionali e algoritmi e su come creare soluzioni scalabili per l acquisizione, modellazione, simulazione, visualizzazione, e l esplorazione interattiva di grossi volumi di dati e per sistemi a high throughput per la multimedialità 12

13 avanzata. Per far ciò, ci si occupa di realizzazione di strutture dati e algoritmi scalabili, uso computazionalmente efficiente di piattaforme di virtualizzazione e accesso attraverso di esse a device specializzati come GPU, sviluppo di applicazioni ibride mpi- cpu- GPU o FPGA specializzate e allo sviluppo di applicazioni su framework paralleli (ad es. Map- reduce) e realizzazione di sistemi di visualizzazione out- of- core sia su piattaforme commodity che specializzate. Piano di lavoro 2014 e ricadute sul territorio Nel corso del 2014, le attività di ricerca si focalizzeranno sulle seguenti tematiche: tecnologie abilitanti per l esplorazione interattiva di grossi volumi di dati acquisiti da sensori o generati sinteticamente, con particolare riferimento a dati provenienti dai settori beni culturali, bio- medicina, ambiente, calcolo scientifico, ingegneria; tecniche e sistemi ad high throughput su macchine parallele per la multimedialità avanzata, tra cui sistemi interattivi su "next generation displays" (display olografici e wall- monitor ad altissima risoluzione); formazione a scala Europea di ricercatori specialisti nel settore della Data Intensive Visualization; tecnologie per l acquisizione, l archiviazione, la distribuzione e l esplorazione di siti e manufatti nel settore dei beni culturali, con particolare riferimento a tecniche per la gestione ad alta qualità di dati di forma e colore; tecnologie abilitanti per infrastrutture di calcolo scalabili, con particolare enfasi sugli aspetti riguardanti la distribuzione del calcolo su vasta scala, il monitoring e la gestione automatica dei malfunzionamenti, l'adattamento e l'evoluzione autonoma dei sistemi, il monitoraggio e l'ottimizzazione dell'allocazione delle risorse e dei servizi; sviluppo di applicazioni ibride multi- nodo, multi- core, multi- cpu e multi- GPU per applicazioni nel settore biomedico, in particolare supporto computazionale a studi biomedici di popolazioni; sviluppo di model- driven data management system per la biologia sperimentale; modellazione quantitativa volta alla simulazione di processi clinici ed organizzativi relativi a diverse aree funzionali delle strutture sanitarie come ad esempio, il complesso di eventi legati al processo di distribuzione e somministrazione del farmaco; modellazione con formalismi a semantica computabile (come openehr) per l integrazione di dati clinici e di ricerca, in particolare per applicazioni legate a biobanche ed analisi computazionali; sviluppo di sistemi di telemedicina avanzati per il supporto alla diagnosi remota real- time; integrazione di applicativi clinici attraverso l uso degli standard internazionali e sviluppo delle inerenti attività di ricerca in collaborazione con i principali consorzi ed istituzioni del settore. I risultati e il know- how ottenuti attraverso l attività di ricerca continueranno ad essere la base per una forte attività di supporto al territorio, attraverso progetti di ricerca industriale, trasferimento tecnologico verso PMI, formazione e supporto a Enti Publici (vedi sezione 6). 13

14 1.5.2 Biomedicina PIANO ANNUALE 2014 Obiettivi generali L opportunità tecnologica di poter stratificare i pazienti in base al profilo genomico e di personalizzare o sviluppare terapie mirate per ogni paziente, o di simulare virtualmente processi biologici complessi offre la possibilità di portare la medicina nel prossimo futuro ad applicazioni sempre più efficaci e di prevedere una vera e propria rivoluzione, con l interessante prospettiva di un importante ampliamento del settore dello sviluppo di nuovi sistemi di screening, diagnostica, trattamento e monitoraggio dei pazienti. In quest ambito le linee guida dell Unione Europea pongono particolare enfasi sulla ricerca traslazionale - cioè direttamente applicativa dal mondo della ricerca all utilizzo in medicina - e sullo sviluppo di metodi efficaci per il miglioramento della salute, la prevenzione delle malattie e di innovativi sistemi diagnostici e strategie terapeutiche. Lo sviluppo di metodi per la gestione e l'analisi omica di matrici biologiche e la loro applicazione a problematiche ambientali, biotecnologiche, cliniche, o d interesse generale, possono senza dubbio essere considerati degli obiettivi primari in un contesto di eccellenza scientifica a livello europeo e internazionale, nei quali i centri di ricerca regionali quali CRS4 e Porto Conte Ricerche hanno già una posizione di rilievo. Il CRS4 è il più grande centro di Next Generation Sequencing in Italia e focalizza le sue attività sulla ricerca e sviluppo di tecnologie scalabili per la gestione di biobanche e l analisi di dati provenienti da data intensive biology, settore nel quale è all avanguardia a livello internazionale. Per aumentare ulteriormente l'efficienza dell'uso delle infrastrutture abilitanti in questo settore, CRS4 e PCR stanno integrando le proprie strumentazioni e capacità di analisi in un unica infrastruttura virtuale basata su tecnologie di cloud computing (SaaS Software as a Service). L attività del CRS4 nel settore della biomedicina è coerentemente focalizzata sulla convergenza di competenze multidisciplinari per lo studio, l'integrazione e l'analisi di grandi volumi di dati biologici e biomedici eterogenei. Mediante l applicazione sistematica delle più avanzate tecnologie dell informazione, il CRS4 mira allo sviluppo di modelli computazionali utili all interpretazione quantitativa di processi biologici e antropici complessi ed allo studio di problemi di rilevanza biomedica, in collaborazione con diversi laboratori di ricerca, strutture sanitarie e aziende in ambito nazionale ed internazionale. A livello nazionale il CRS4 è il centro che ha maggiormente sviluppato competenze multidisciplinari e capacità computazionali dedicate specificatamente all analisi genomica (per esempio analisi delle varianti genetiche e dei profili trascrizionali associabili a fenotipici patologici od alla risposta ai farmaci) e postgenomica (per esempio studio dei profili e delle varianti proteiche candidate ad essere biomarcatori molecolari o bersagli terapeutici). In particolare, il centro funge da driver, nel contesto nazionale sul miglioramento delle tecniche di analisi e sull applicazione del next generation sequencing, con lo sviluppo di procedure sperimentali e informatiche in grado di gestire a pieno il gigantesco flusso di dati generati dalla strumentazione ad alta processività e di estrarre dati significativi dall analisi combinata di tutto il genoma, esoma e trascrittoma. La versione corrente delle pipelines sviluppate dal CRS4 è basata sull uso massiccio di tecnologie di calcolo distribuito, ed al momento definisce lo stato dell arte. Inoltre il CRS4 sta consolidando una particolare competenza nello sviluppo ed applicazione di modelli matematici e predittivi per lo studio di fenomeni biologici (quali la proliferazione cellulare), farmacologici (quali solubilità o l equivalenza farmaceutica) o sanitari su ampia scala geografica. 14

15 Piano di lavoro 2014 e ricadute sul territorio Le attività di ricerca e sviluppo nel corso del 2014 riguarderanno prioritariamente l archiviazione, integrazione e l analisi di dati di genomica, trascrittomica, metagenomica e postgenomica. Un obiettivo prioritario sarà rappresentato dal completamento dello sviluppo di una piattaforma specializzata basata sul modello Saas ( Software as a Service ) e integrata con le tecnologie di cloud computing sviluppate dal centro, denominata ORIONE (orione.crs4.it). La piattaforma che si basa sull integrazione funzionale di due infrastrutture del CRS4 allo stato dell arte, quella computazionale (Centro di Calcolo) e quella sperimentale (Laboratorio di Genotipizzazione e Sequenziamento) consentirà l esecuzione scalabile di workflow complessi e data- intensive per l analisi omica di matrici biologiche e la loro applicazione a problematiche ambientali, biotecnologiche, veterinarie e biomediche, garantendo la trasparenza e la riproducibilità di analisi anche estremamente sofisticate. Altre prioritarie attività riguarderanno lo sviluppo di modelli matematici e codici di simulazione per l interpretazione quantitativa di processi biologici ed antropici e di sistemi informatici per lo studio di fenomeni sanitari territoriali. Le infrastrutture, le competenze, le attività in corso e quelle previste per il 2014 continueranno a rappresentare un punto di riferimento regionale e nazionale per lo sviluppo e l applicazione sistematica delle tecnologie dell informazione in ambito biomedico. Tale posizionamento del CRS4 è ben rappresentato dal livello e dall estensione delle collaborazioni in atto a livello nazionale e internazionale. Obiettivo specifico del CRS4 per il 2014 sarà inoltre quello di consolidare le collaborazioni in corso con le due Università sarde, i centri di ricerca di riferimento regionale, quali il CNR- IRGB (Cagliari) e Porto Conte Ricerche (Alghero) e le strutture sanitarie di eccellenza, quali l Azienda Ospedaliera Brotzu (Cagliari), l Ospedale Oncologico Businco (Cagliari), oltre che estendere e promuovere il supporto al fragile tessuto industriale biomedico della regione ed attrarre l interesse di importanti realtà industriali nazionali ed internazionali. I risultati e il know- how ottenuti attraverso l attività di ricerca continueranno ad essere la base per una forte attività di supporto al territorio, attraverso progetti di trasferimento tecnologico verso le strutture sanitarie e/o veterinarie della Regione Sardegna e la formazione a supporto del processo di trasferimento tecnologico (vedi sezione 6) Energia e Ambiente Obiettivi generali Il miglioramento indispensabile nell efficienza energetica e sicurezza, energia rinnovabile, ingegneria nucleare, esplorazione geofisica, meteorologia, sfruttamento del territorio e gestione delle risorse naturali, continua a porre al CRS4 sfide che traggono il massimo beneficio dal loro inquadramento in un unico ambito che includa modellistica matematica, calcolo distribuito ad alta prestazione, sistemi informativi e tecnologie della comunicazione e dell informazione. Il settore delle applicazioni energetiche e ambientali, sia per la dimensione dei problemi posti, sia per la loro complessità e la vastità delle competenze richieste, si è affermato al CRS4 come un formidabile banco di prova per tecnologie informatiche emergenti e calcolo accelerato su hardware dedicato. Oltre che dal talento dei suoi ricercatori, gran parte del successo deriva dall esperienza professionale maturata attraverso le importanti collaborazioni con l industria, gli uffici 15

16 tecnici dell amministrazione e i numerosi progetti finanziati dal MIUR o dalla UE. Le attività svolte sono motivate dalle grandi sfide globali di società e di mercato che, per loro stessa natura, richiedono una notevole capacità d innovare che affonda le sue radici nella ricerca di base e nel problem solving. Le scienze ambientali ed energetiche sono maturate ovunque, incluso al CRS4, attraverso tre importanti fasi di sviluppo che coprono un arco temporale di quasi vent anni. Nella prima, terminata circa una decina d anni fa, l attenzione degli studiosi era focalizzata sulle singole discipline, ciascuna caratterizzata da fenomeni fisici modellati e simulati come processi a sé stanti. Durante la seconda, col notevole incremento della potenza di calcolo e con lo sviluppo di metodi numerici adeguati, la comunità scientifica ha iniziato a progettare strumenti di simulazione, integrando, in una visione sistemica, fenomeni fisici complessi, caratterizzati da scale distinte spaziali e temporali. Negli ultimi dieci anni, dunque nella terza fase, quella di sintesi, dall imponente sviluppo della rete Internet, il Grid/Cloud computing è emerso quale nuovo paradigma informatico fondato sulla condivisione di sensori, banche dati, cluster di calcolo, applicativi software, conoscenza ed informazione. Nato dalla fusione del calcolo ad alta prestazione, ingegneria software e informatica internet, questa tecnologia ben radicata al CRS4 ha subito dimostrato l enorme potenziale nella messa in opera di servizi costruiti per dare risposte affidabili a problemi complessi che richiedono, oltre che l assimilazione d ingenti volumi di dati, la condivisione di applicativi eterogenei. Prevenzione, monitoraggio, progettazione e, in generale, gestione di processi complessi, quali l esplorazione geofisica, ciclo dell acqua, monitoraggio delle coste, incendi di foresta, meteorologia su piccola scala e micro produzione elettrica intelligente cadono in questa categoria. Tenendo conto dell azione di normative europee sempre più stringenti, stiamo assistendo, in Sardegna come altrove, al consolidamento della domanda di applicazioni energetiche e ambientali. Nell'immediato, l'obiettivo al CRS4 è di lanciare la quarta fase di attività con un taglio più orientato all'erogazione di servizi ad alto tasso d innovazione. Nel medio termine lo sforzo dei ricercatori sarà dunque concentrato in attività propedeutiche alla realizzazione di sistemi industriali di supporto alla decisione. Essi saranno concepiti come infrastrutture virtualizzate, in grado di fornire un accesso differenziabile, consistente, pervasivo, ed economico a risorse computazionali di fascia elevata e ad applicazioni numeriche capaci di fornire risposte nuove collegate all esplorazione del sottosuolo, sostenibilità ambientale e all efficienza energetica, in una visione di servizi guidati da strategie integrate e razionali di gestione e decisione. In questa quarta fase, il settore Energia e Ambiente del CRS4 propone un cambiamento che modifichi il modo di produrre risultati, valori e profitti all'interno di una comunità in cui i beni scambiati diventino servizi dedicati alla distribuzione di competenze tecniche e scientifiche che, insieme, formano una straordinaria ricchezza immateriale. Piano di lavoro 2014 e ricadute sul territorio Nel corso del 2014, i progetti di ricerca si concentreranno sulle seguenti attività: Modellistica matematica applicata alla geofisica computazionale: Lo scopo è definito in una serie di ordini di lavoro stabiliti con il committente Eni caratterizzati da fasi di ricerca, sviluppo e implementazione, in conformità a precise richieste di mercato, per la messa in produzione di applicativi HPC usati nella prospezione di idrocarburi. Il sommario degli obiettivi include le seguenti attività che richiedono l elaborazione di ingenti volumi 3D di tracce sismiche: 1) ricostruzione 16

17 ecografica e caratterizzazione petrofisica del sottosuolo profondo via inversione matematica non lineare; 2) modellazione di onde elastiche per la progettazione di acquisizioni industriali; 3) rappresentazione del mezzo nel dominio temporale con metodi data- driven, dunque senza modello concettuale; 4) supporto al porting su acceleratori di calcolo di ultima generazione (dataflow engine, gpu e processori multicore). Il progetto permette di acquisire e consolidare in modo continuativo competenze di HPC e di programmazione parallela attraverso l implementazione di nuclei di calcolo complessi. La principale ricaduta sul territorio, oltre l evidente vantaggio economico per il CRS4, riguarda la creazione in Sardegna di una scuola di calcolo scientifico industriale e di esplorazione geofisica. Il gruppo di lavoro gode oggigiorno di ottima reputazione, sia nel mondo delle compagnie di servizio che nei circuiti internazionali della ricerca. Geofisica computazionale applicata ai problemi ambientali: I problemi ingegneristici ed ambientali correlati all'indagine del sottosuolo, agli studi di caratterizzazione di inquinanti pericolosi, alle campagne di ricerca archeologica e alle investigazioni geotecniche richiedono spesso risposte affidabili e rapide. Per questi scopi i decisori richiedono metodi d indagine del sottosuolo che forniscano risultati in tempo quasi reale e che nel contempo siano accurati, con buona risoluzione, usino metodiche poco invasive e con un buon rapporto tra il risultato fornito e il costo sostenuto. Recentemente Il gruppo di Imaging e Geofisica Numerica (ING) del CRS4, in collaborazione con l'università di Cagliari, ha dimostrato che la tecnica data- driven può essere usata con successo per ottenere l'imaging di riflettori superficiali e ultra superficiali. Per questo motivo il gruppo ING ha proposto nell'ambito dei progetti cluster TopDown il progetto SmartGeo finanziato da Sardegna Ricerche. In questo progetto il CRS4 si propone di mettere in connessione le capacità modellistiche, informatiche e computazionali dei suoi ricercatori con la competenza tecnica delle aziende coinvolte, e di ingegnerizzare gli applicativi sperimentali già sviluppati nel progetto Grida3 fino ad ottenere un prodotto professionale che soddisfi le esigenze reali di un utilizzatore. Durante il progetto, anche grazie alle aziende già coinvolte che conoscono la realtà produttiva dei loro settori, si cercherà di raggiungere altri partner potenzialmente interessati. Questo progetto nasce al CRS4 come sviluppo delle attività di ricerca industriale. Calcolo ad alte prestazioni su piattaforme embedded: Lo scopo è di integrare le competenze maturate nel settore in ambito HPC, attraverso il loro utilizzo in sistemi embedded emergenti nello scenario industriale nazionale e internazionale. Si desidera aprire la strada a nuovi campi della ricerca che possano consentire lo sfruttamento di apparecchiature a bassissimo consumo energetico nei più disparati campi d applicazione, con particolare riferimento per l analisi qualitativa non distruttiva; sviluppo sulle più recenti tecnologie di machine learning e di analisi numerica e calcolo scientifico. Gli studi svolti, permetteranno potenziali ricadute sul territorio regionale, attraverso l utilizzo di economiche e innovative soluzioni nella selezione dei materiali in filiera alimentare, artigianale e industriale, con particolare riguardo all attività agricola e casearia. Fluidodinamica, ingegneria nucleare e combustione: Il gruppo di lavoro è ormai solidamente inserito nella comunità per la ricerca e l industrializzazione della tecnologia nucleare di prossima generazione. Collabora stabilmente con i più importanti centri di ricerca europei e nello specifico ambito italiano con Ansaldo ed Enea. L attività è concentrata principalmente sulla simulazione fluidodinamica dei transitori dei metalli liquidi a superfice libera e sull iterazione degli stessi con i gas e le strutture che li contengono. Per una più efficace risoluzione di tali fenomeni, saranno svolte 17

18 attività sia di tipo progettuale sia di scenari incidentali, oltre allo sviluppo di modelli fisici e numerici. Lo stesso gruppo ha maturato negli anni importanti competenze nell ambito della simulazione industriale di fenomeni di combustione tradizionale, premiscelata o di tipo MILD, con combustibili gassosi, liquidi e polverino di carbone. In particolare l attività è concentrata nella progettazione di combustori pluri- combustibile con ricircolo dei gas esausti, sviluppando nuovi modelli fisici e perfezionando le tecniche di simulazione su SW commerciale. Fluidodinamica ambientale: Nell ottica di integrare strumenti numerici di analisi meteorologica e ambientale in sistemi informativi e di supporto alla decisione, sono in fase di sviluppo alcuni modelli fluidodinamici a scala limitata per lo studio delle condizioni di flusso, temperatura e pressione su scala di bacino e urbana. Questi strumenti saranno la base per lo sviluppo di applicativi che avranno come oggetto, da un lato, la simulazione degli incendi boschivi, dall altro, la previsione di consumi elettrici e di micro produzione energetica da fonti rinnovabili. Questa ricerca, particolarmente attuale, produrrà risultati innovativi ed avrà evidenti potenziali ricadute sul territorio regionale. Meteo- climatologia: I principali obiettivi riguardano la ricerca, lo sviluppo e l'implementazione allo stato dell'arte sia di modelli climatici regionali sia di modelli meteorologici ad area limitata. L attenzione è posta sulla previsione di eventi estremi e sulla valutazione su scala climatica della componente precipitazione del bilancio idrologico. Gli applicativi numerici, in continuo sviluppo, sono concepiti per la produzione su piattaforme HPC di calcolo sia locali, su cluster, che distribuite geograficamente, su infrastruttura Cloud/GRID. Uno dei maggiori problemi da affrontare è il post- processing e l'analisi di grandi moli di dati atmosferici, sia modellati sia misurati, per fornire una descrizione compatta ed efficace dello stato presente, passato e futuro dell'atmosfera. Gli obiettivi perseguiti sono strettamente legati alle altre attività ambientali programmate poiché forniranno risposte che diventeranno un elemento essenziale per stabilire affidabili condizioni iniziali e di contorno. I risultati raggiunti, agganciati all attività di fluidodinamica ambientale, sono particolarmente attuali e innovativi ed avranno evidenti ricadute sul territorio regionale. Idrologia: L'obiettivo è la messa in opera di un infrastruttura software di calcolo e archiviazione per condividere dati, applicativi numerici, strumenti informatici e competenze per la simulazione del ciclo idrologico a scala regionale. Lo scopo è quello di sviluppare un simulatore innovativo sfruttando al meglio le nuove tecnologie disponibili, e di rendere l infrastruttura facilmente fruibile dal web. Dal punto di vista metodologico, saranno migliorate le tecniche di gestione dei dati geografici ambientali specializzando le soluzioni informatiche alle specifiche caratteristiche sia degli applicativi che delle richieste degli utenti. Il lavoro sarà orientato a mettere in opera strumenti a carattere dinamico per la valutazione del ciclo delle acque interne a scala di bacino in condizioni di naturalità per l'intero ambito regionale. Il sistema sarà inoltre pensato e ottimizzato per rispondere alla necessità dell'amministrazione pubblica di aggiornare le analisi idrologiche sulla base della rimodulazione degli obiettivi quanti- qualitativi, tenendo conto dell'evoluzione del clima, del territorio e del suo utilizzo. Acque costiere: L'obiettivo è lo sviluppo di applicativi e sistemi di analisi web- based, di supporto alla decisione per determinare le azioni di governance più idonee per la zona marino- costiera per quanto riguarda la gestione delle emergenze ambientali, la pianificazione del monitoraggio e le 18

19 opere di mitigazione legate alla qualità dell'acqua. In particolare, sarà messo in opera un sistema previsionale accessibile dal web per lo studio della circolazione marina e degli inquinamenti di breve periodo da fonti prioritarie di oil spill. Il sistema intende estendere il modello prototipale messo in opera durante il progetto MOMAR arrivando a racchiudere l intera regione Sardegna Società dell Informazione Obiettivi generali Oggi siamo in pieno nella Società dell'informazione. Telefoni cellulari e altri dispositivi mobili avanzati, collegati alla rete Internet ad alta velocità, sul lavoro, a casa, dovunque, unificando nelle ICT i mondi un tempo separati delle Tecnologie dell'informatica e delle Telecomunicazioni, stanno continuamente trasformando la nostra società. Ormai possiamo comunicare in ogni momento con e da ogni posto, attraverso una diversità di connessioni e di applicazioni, sempre più interoperabili e basate su standard aperti. Il CRS4 sviluppa da anni applicazioni in questo settore, e ha competenze trasversali, presenti in molti gruppi di ricerca del centro, che gli permettono di coprire vasti campi applicativi, da quelli professionali alle applicazioni consumer. Per quanto riguarda le applicazioni principalmente rivolte a vaste comunità di utenti, le competenze sono nelle tecnologie per Digital Content, Interaction Design, Search, Mobile, Internet of Things, rivolte alla progettazione e sviluppo di applicazioni di frontiera principalmente su: turismo del futuro: turismo, cultura, prodotti tipici, valorizzazione del territorio in generale, supportato da smartphone, GPS e altri nuovi dispositivi mobili media del futuro: home- made TV, nuove forme di fruizione "push" di contenuti multimediali, personalizzazione di canali, user generated content, digital signage, fruizione multipiattaforma casa del futuro: che emerge dal matrimonio tra domotica, sensori e device connessi a Internet, interazioni gestuali e multitouch Si privilegeranno sempre di più attività e progetti che facciano espressamente da ponte tra le ricerche del CRS4 e lo sviluppo di una effettiva innovazione in Sardegna. Da vari anni sono stati attivati una serie di contatti con imprese locali per attività di ricerca industriale e trasferimento tecnologico. Nel 2014 si rafforzeranno ulteriormente tali collaborazioni, in particolare nel settori dei trasporti, della valorizzazione dei beni culturali e del territorio, dell'agroalimentare, del turismo. Piano di lavoro 2014 e ricadute sul territorio Le attività di ricerca nel corso del 2014 riguarderanno prioritariamente i seguenti settori di intervento: Digital Media applications. Si continuerà l attività di ricerca e sviluppo di strumenti per il digital asset management e per la classificazione dei contenuti attraverso il tracciamento di oggetti e l'estrazione di audio features che su tool per un'offerta personalizzata attraverso piattaforme TV e web, basata sull'analisi dei profili degli utenti e l'aggregazione dinamica dei contenuti. Il team sarà in particolare focalizzato sulle seguenti attività: (a) Realizzazione (nell'ambito del progetto ACTIVE) di una piattaforma di catalogazione intelligente mirata a valorizzare gli archivi audiovisuali dei 19

20 soggetti che operano nell'ambito dell'industria dei contenuti, sia a livello di produzione che di distribuzione. (b) Collaborazione con il progetto Comunimatica. (c) Collaborazione con Clouds Opera (nuova società insediata al Parco) su un progetto nell'ambito di un meta- social- network. (d) Reperimento di nuovi progetti mirati a rafforzare la collaborazione con le imprese e il trasferimento di conoscenza verso di esse. Semantic Technologies and Profiling Systems. L'analisi dei fenomeni sociali su Web sta rivoluzionando il modo con cui si è finora affrontato lo sviluppo di strumenti a supporto della comprensione automatica dei contenuti, testuali e multimediali, ai fini della loro comprensione e catalogazione. Sfruttare l intelligenza collettiva espressa da una comunità per legare concetti e pagine ed implementare ontologie sociali, è un area di ricerca poco esplorata sebbene il web attuale fornisca tutti i meccanismi che sono necessari alla studio di tale area. In tale ambito le attività sono rivolte allo studio di algoritmi e tecniche per l identificazione e analisi delle opinioni nei testi (Opinion Mining), e per l identificazione e la deduzione degli stati emotivi (Sentiment Analysis). Le tecnologie impiegate sono strettamente legate alla Natural Language Processing (NLP), l'analisi del linguaggio naturale, e all approccio linguistico. Interaction Design. La linea di attività è incentrata nella progettazione, sviluppo e sperimentazione di nuovi modelli di interazione allo scopo di migliorare il lavoro e la vita nei moderni ambienti pervasi dalla tecnologia. I nuovi sensori touch e touchless consentono ora di allargare le modalità di interazione con il computer, consentendo sempre più una interazione basata su tutte le abilità umane. In particolare, con l impiego degli strumenti messi a punto negli anni passati (framework xplaces) verranno sviluppate applicazioni interattive che consentono di veicolare contenuti divulgativi puntando sull aspetto emozionale delle persone. Queste applicazioni verranno via via sperimentate in contesti reali al di fuori dei laboratori, e veranno svolte osservazioni del comportamento degli utenti che saranno oggetto di successive analisi. Location and sensor based services. Indoor/Outdoor LBS: Il focus è sulle soluzioni di navigazione, localizzazione, geo- referenziazione personalizzate e capaci di funzionare sia in ambienti chiusi non coperti da GPS (Indoor navigation technologies) che in situazioni ibride (indoor + outdoor) con infrastrutture a bassissimo costo e ridotte modifiche negli edifici. Sulla base delle esperienze accumulate, si intende procedere allo sviluppo di una libreria da rilasciare in open source per lo sviluppo di app di indoor navigation e procedere con un ulteriore sviluppo della componente server per migliorare e semplificare la definizione delle aree visitabili degli edifici. Si studieranno soluzioni anche per l'identificazione automatica di punti di interesse (POI) in ambito outdoor grazie al merging di dati e informazioni provenienti da diversi siti di crowdsourcing. Internet- of- things: Si continuerà a sperimentare casi d'uso innovativi e tecniche di acquisizione e gestione di dati generati da sensori, dispositivi e utenti anche nell'ambito di progetti europei e regionali in corso come ad esempio il progetto UE SOCIOTAL. Ricadute: In termini di ricadute sul territorio i servizi e le applicazioni Location and Sensor based Services (LBS) e Internet- of- Things (IoT) possono essere usati in una grande varietà di domini applicativi come la sanità, il lavoro, il gioco, l intrattenimento ed il tempo libero. Esempi immediati di tali servizi sono l individuazione di punti di interesse intorno all utente come ad esempio banche, farmacie o distributori di carburante; il tracciamento di persone e merci; applicazioni di commercio elettronico e pubblicità locale; previsioni microclimatiche etc. Le più importanti Internet companies stanno investendo in questo settore per 20

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