Laboratori e attrezzature disponibili per il Dottorato di Ricerca in Ingegneria dell' Informazione
Laboratorio di didattica Informatica di Base
Le attivita' svolte nel laboratorio sono di diversa natura: lezioni interattive sull'uso di prodotti software di interesse specifico, esercitazioni guidate, attivita' seminariali che necessitano di sistemi di supporto multimediali e/o l'uso di prodotti software.
Oltre a queste attivita' coordinate dai docenti dei singoli corsi, il laboratorio offre agli studenti di tutti i corsi di laurea della Facoltà le risorse hardware e software necessarie per lo svolgimento di esercitazioni autonome e/o la preparazione di elaborati ed altro materiale richiesto dalla didattica dei diversi corsi.
Il laboratorio ha anche ospitato attivita' seminariali e corsi di aggiornamento professionale sull'uso delle tecnologie dell'informazioni rivolte a studenti di altre Facolta' ed al personale dei servizi centrali dell'Ateneo.
Laboratorio polifunzionale di Ingegneria Elettronica
Il Laboratorio Didattico Polifunzionale svolge un ruolo di supporto alle esercitazioni applicative previste negli insegnamenti dell’ Elettronica, delle Misure e dei Sistemi Elettrici nel Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica. Attualmente il laboratorio è equipaggiato con 18 banchi da lavoro, ciascuno in grado di ospitare gruppi lavoro composti da 3 studenti, ed attrezzati con strumentazione idonea per la realizzazione di semplici apparati elettronici sviluppati direttamente dagli studenti, per lo svolgimento di misurazioni, sia locali che remote, e l’impiego di CAD dedicato.
Laboratorio polifunzionale di Ingegneria Informatica
Il laboratorio si propone agli studenti come ambiente di supporto per lo studio personale e le esercitazioni didattiche di gruppo. In particolare esso fornisce agli studenti gli strumenti essenziali per lo sviluppo delle proprie applicazioni, relativamente agli insegnamenti dell’Area Informatica, Automatica e Telecomunicazioni. Tale ambiente offre la possibilità di:
- utilizzare pc dedicati allo sviluppo di software;
- usufruire di licenze per l’utilizzo di pacchetti applicativi e di sviluppo;
- utilizzare ambienti di simulazione per le reti di telecomunicazioni;
- utilizzare sistemi di calcolo dedicati alle applicazioni embedded e al controllo di processo;
- accedere ad una connessione ad internet.
Il laboratorio è attrezzato con postazioni pc, server-rack con unità NAS per il sito di laboratorio e lo sviluppo di applicazioni distribuite, punto di accesso WiFi, postazioni per eventuali notebook per gli studenti, hardware a microcontrollore dedicato per applicazioni industriali e tutti gli ambienti software di simulazione e sviluppo occorrenti per le esercitazioni.
Laboratorio di Circuiti Elettronici di Potenza
Le attività del laboratorio riguardano lo sviluppo, l’ottimizzazione e la prototipazione di circuiti elettronici di potenza e regolatori switching per applicazioni relative ai settori telecom, automotive, lighting e fonti rinnovabili (in particolare: fotovoltaico e celle a combustibile). Vengono studiate e sviluppate tecniche di controllo e topologie circuitali per la massimizzazione dell’efficienza energetica e per l’ottimizzazione delle prestazioni dinamiche dei regolatori switching di tensione e corrente. Vengono effettuare caratterizzazioni sprimentali e misure di compatibilità elettromagnetica. Presso il laboratorio si svolgono attività di ricerca e sviluppo finanziate in prevalenza da industrie elettroniche, fra cui National Semiconductor Corporation, MagneTek Corporation, Astrid Energy Enterprises, Bitron, Elettronica Santerno, ed attività di ricerca in collaborazione con Università ed Enti di Ricerca Pubblici, quali Università di Firenze, Università di Bologna, Politecnico di Milano, Centro Ricerche ENEA-Portici.
Laboratorio di Microonde e Ottica Guidata
Il Laboratorio di Microonde e Ottica Guidata opera a supporto delle attività didattiche e di ricerca nel settore delle microonde, del biolettromagnetismo e delle applicazioni industriali delle microonde, dell’ottica e dei componenti e circuiti ottici. Le attività del laboratorio riguardano:
- il progetto di componenti a microonda in tecnologia planare;
- lo studio degli effetti biologici dei campi elettromagnetici;
- l’analisi e la sintesi di applicatori per il riscaldamento a microonde;
- la caratterizzazione di materiali nella banda delle microonde;
- l’analisi di guide e fibre ottiche a cristallo fotonico;
- lo studio di film sottili nanoingegnerizati e di multistrati dielettrici
- lo studi odi componenti ottici per il fotovoltaico
Laboratorio di Automatica
Le attività del laboratorio riguardano la sperimentazione di leggi di controllo per robot industriali e per celle robotizzate cooperanti, la prototipazione di architetture di controllo per l’automazione industriale, l’impiego di simulatori avanzati per l’ottimizzazione di sistemi ad eventi discreti quali celle flessibili di lavorazione, sistemi di movimentazione industriale e traffico urbano.
Laboratorio di OptoElettronica
Le attività del laboratorio riguardano l’analisi di dispositivi optoelettronici e l’impiego di metodi ottici per l’analisi dei circuiti e dei dispositivi. Il laboratorio dispone di:
· banco ottico
· laser
· strumentazione (oscilloscopi, multimetri, generatori) per la caratterizzazione dei dispositivi
Laboratorio di AcustoElettronica
Il laboratorio è dotato di un analizzatore di impedenza-guadagno e fase HP 4194-A della Hewlett Packard e di un vibrometro laser OFV 5000 della Polytec ed altra strumentazione come ad esempio generatori di funzione ed oscilloscopi tramite i quali vengono realizzati e testati trasduttori acustoelettronici. È stato realizzato ed è in funzione un sistema digitale ad ultrasuoni per prove non distruttive su sostanze alimentari. Per quanto riguarda le strutture di calcolo, il laboratorio dispone di computer di elevate prestazioni sui quali è installato il software ad elementi finiti ANSYS che viene utilizzato per lo studio ed il progetto di sensori attuatori e traduttori acustoelettronici.
Laboratorio di MicroElettronica
Le attività del laboratorio riguardano la realizzazione, caratterizzazione e la simulazione di dispositivi e circuiti elettronici. Il laboratorio dispone di una clean room di 30 mq, in classe 1000, dotata di una zona a flusso laminare in classe 100 per lo svolgimento dei processi tecnologici e di una zona attrezzata per la caratterizzazione elettrica ed il testing delle strutture processate, di dispositivi e circuiti.
Laboratorio di Automazione dei Sistemi Distribuiti
L’attività di ricerca svolta in questo laboratorio riguarda prevalentemente i sistemi di automazione a intelligenza distribuita per il monitoraggio e il controllo di sistemi complessi e lo sviluppo di sistemi di controllo basati su tecniche soft-computing. Parte di tali attività sono sviluppate specificatamente per la modellazione e simulazione di reti di distribuzione con sistemi di generazione distribuita da fonte rinnovabile non programmabile, quale l’eolico e il fotovoltaico.
Nel Laboratorio di Automazione dei Sistemi Distribuiti si svolgono, inoltre, attività di ricerca e didattica sulle nuove tecnologie telematiche per la domotica e per l’efficienza energetica nei sistemi utilizzatori, sia riferiti all’ambito industriale che civile.
Ulteriori attività riguardano lo studio e la definizione di architetture innovative basate su tecnologie telematiche per l’erogazione di servizi avanzati per l’utenza dei sistemi di trasporto – elettrificato e non - e per la logistica. In tale ambito le attività sono riferite allo sviluppo di archietture e servizi innovativi per la logistica basata sull’integrazione di sistemi telematici e di tecnologie di identificazione a radiofrequenza RF-Id. Con riferimento al settore del trasporto pubblico, oltre che al settore logistico, sono sviluppate attività di ricerca e di didattica avanzata (tesi e attività per allievi della scuoladi dottorato) per la definizione di servizi basati su sistemi e tecnologie di nuova generazione quali l’NFC e lo ZigBee.
L’attività di didattica svolta in questo laboratorio riguarda prevalentemente l’uso di sistemi avanzati di simulazione per l’analisi di reti elettriche, per la progettazione e l’analisi di sistemi di controllo per gli azionamenti e per gli impianti, basati sull’utilizzo di logiche programmabili, microcontrollori, SCADA e PLC.
Laboratorio di Sistemi Elettronici di Potenza
L’attività di ricerca svolta nel laboratorio di Sistemi Elettronici di Potenza si incentra su:
• definizione di modelli predittivi basati su tecniche non convenzionali per la determinazione del limite di sovraccaricabilità di componenti di sistemi elettrici;
• analisi dei problemi legati alla connessione di sistemi di generazione distribuita su reti di distribuzione dell’energia;
• utilizzo di tecniche evolutive per la gestione ottima dei flussi di potenza in veicoli ibridi.
L’attività di didattica svolta in questo laboratorio si incentra su:
• progettazione, realizzazione e caratterizzazione di convertitori statici di energia;
• caratterizzazione di motori e azionamenti elettrici.
Laboratorio di Caratterizzazione di Antenne e Compatibilità Elettromagnetica
In questo laboratorio sono disponibili due camere anecoiche sia per attività di ricerca che di didattica: una per la caratterizzazione di antenne operante da 1 GHz a 38 GHz, l’altra per le misure di Compatibilità Elettromagnetica (EMC), operante da 30 MHz fino a 18 GHz. Le prestazioni di entrambe le camere sono state certificate dall’Austrian Research Centers Seibersdorf.
Le attività svolte nella camera anecoica per la caratterizzazione di antenne comprendono:
· sviluppo e validazione sperimentale di tecniche di scansione innovative e delle corrispondenti trasformazioni near-field - far-field (NF-FF) per la valutazione del diagramma di irradiazione in FF;
· validazione sperimentale di modelli matematici per la valutazione della RCS di bersagli;
· validazione sperimentale delle caratteristiche radianti delle antenne progettate dal team di ricerca.
Le attività svolte nella camera anecoica per le misure di Compatibilità Elettromagnetica comprendono:
· la Compatibilità Elettromagnetica nei sistemi elettrici, negli apparecchi utilizzatori, nelle logiche programmabili e nei sistemi elettrici per la trazione;
· prove di Compatibilità Elettromagnetica per le Aziende, richieste dalle normative vigenti;
· rilevazione e valutazione dei livelli di campi elettromagnetici presenti nell’ambiente (Elettrosmog) sia in ambito civile che industriale;
misure a banda stretta di campi elettromagnetici, compresi tra 100 kHz e 4 GHz, per il rilevamento di interferenze, l’identificazione ed individuazione di sorgenti non conformi alle vigenti normative e la riduzione a conformità secondo il D.P.C.M. 8 luglio 2003
Camera anecoica per compatibilità elettromagnetica
L’attività di ricerca svolta in questo laboratorio interessa principalmente l’ambito della compatibilità elettromagnetica nei sistemi elettrici, negli apparecchi utilizzatori, nelle logiche programmabili, nei sistemi elettrici per la trazione e negli apparati per il segnalamento ferroviario.
L’attività di didattica svolta in questo laboratorio riguarda principalmente la caratterizzazione in camera anecoica di sorgenti di disturbi elettromagnetici e di apparati suscettibili.
Laboratorio di Caratterizzazione Elettromagnetica dei Materiali
Le attività sperimentali condotte nel Lab. di Caratterizzazione Elettromagnetica dei Materiali sono rivolte allo studio del comportamento ed al miglioramento delle prestazioni di materiali e componenti elettrici ed elettronici di interesse industriale.
In particolare, negli ultimi anni la ricerca è stata rivolta a:
· Analisi delle prestazioni di compositi nano strutturati basati su nano tubi di carbonio a parete singola e multipla per applicazioni nei settori delle schermature elettromagnetiche, in aeronautica quali materiali strutturali ed invisibili al radar, nella sensoristica, ecc.
· Trattamento elettromagnetico e modellistica di materiali biologici ed alimenti sottoposti a campi elettrici impulsivi di elevato valore;
· Progettazione robusta di componenti elettromagnetici;
· Analisi delle proprietà elettriche ed individuazione della durata di vita di componenti e sistemi di isolamento utilizzati in azionamenti industriali di nuova generazione alimentati da inverter.
Laboratorie di Misure Elettroniche
Il gruppo di misure dispone di un Laboratorio di Misure Elettroniche certificato secondo la norma UNI EN ISO 9001-2000 per il servizio di “Progettazione e realizzazione di attività di ricerca, consulenza e prova nel settore delle misure elettroniche” (Certificato ITALCERT N° 297/06-F).
Le attività di laboratorio sono distribuite su tre locali per un totale di circa 250 mq.
Laboratorio MISTRAL: hardware e software per sensori, strumentazione e sistemi embedded.
Laboratorio VIS: software per strumentazione virtuale e per elaborazione di immagini mediche.
Lab Imetricon: sistemi di ricostruzione 3D e visione stereo.
In tutti i laboratori si svolgono sia attività di supporto e integrative alla didattica dei corsi di laurea di primo e secondo livello e del dottorato della Facoltà di Ingegneria, sia attività scientifiche connesse a progetti di ricerca e ad attività di conto terzi.
Principali apparecchiature di cui dispone: calibratore multifunzione, genartori di funzione, oscilloscopi, impedenzimetri, multimetri, analizzatori di spettro, FFT analizer, analizzatore di stati logici, wattmetri numerici, contatori numerici, Scanner laser 3D, telecamere, smartcamere, ottiche, sensori, trasduttori, sonde, schede di acquisizione e di interfaccia.
Laboratorio MIVIA (Macchine intelligenti per il riconoscimento di video immagini e audio)
Il MIVIA è un laboratorio sia didattico che scientifico, in cui si sviluppano tecniche innovative per l’analisi e l’interpretazione automatica di immagini, video e suono. In tale laboratorio si studiano e realizzano sistemi visuali complessi, quali:
· sistemi di analisi di immagini biomediche per il supporto alla diagnosi su modelli 2D (immagini radiografiche ed ecografiche) e 3D (RMN e TAC);
· sistemi di analisi di video in tempo reale per applicazioni di videosorveglianza intelligente e monitoraggio del traffico;
· sistemi di visione robotica finalizzata alla guida automatica di autoveicoli e robot in ambienti reali;
· sistemi per l’acquisizione, la ricostruzione e la fruizione in rete di immagini 2D e 3D di opere d’arte.
A tal fine, il laboratorio è dotato delle più avanzate attrezzature di acquisizione video e immagini, nonché di workstation multi-processore per l’elaborazione efficiente e in tempo reale di video e immagini di grandi dimensioni. In particolare esso offre numerosi calcolatori ad alte prestazioni con caratteristiche differenziate, e circa 15 workstations a disposizione degli studenti che svolgono l’attività di tesi nel laboratorio MIVIA.
È inoltre presente in laboratorio un sofisticato sistema di acquisizione di immagini e video. La strumentazione utilizzata consta di diverse telecamere sia analogiche che digitali ad elevatissime prestazioni e framegrabber capaci di effettuare elaborazioni direttamente sul flusso video in ingresso. Le telecamere sono installate su un apposito gruppo stativo che consente un’elevata precisione ed una perfetta taratura delle stesse, al fine di effettuare elaborazioni molto accurate. I frame grabber sono invece installati su opportune workstation di acquisizione.
Dal punto di vista didattico il MIVIA ospita le attività esercitative e di sviluppo delle tesi dei corsi di Intelligenza Artificiale, Programmazione in Rete, Programmazione ad Oggetti, Basi di Dati e Tecnologie per il Web.
Laboratorio Computazione Naturale
Una delle ultime grandi sfide scientifiche e’ la comprensione del funzionamento del cervello umano, e i modelli computazionali delle attivita’ cerebrali sono destinati a rivestire un ruolo fondamentale in questo ambito.
La missione del laboratorio di Computazione Naturale e’ duplice:
· perseguire un approccio multidisciplinare alla formulazione di un modello computazionale dell’attivita’ del cervello umano attraverso l’integrazione di idee provenienti dalle neuroscienze, dalla teoria dell’informazione, dall’ingegneria informatica e dalla teoria dell’ottimizzazione;
· applicare i modelli sviluppati in ambiti diversi quali la robotica, la codifica di filmati, la lettura automatica della scrittura manoscritta, la classificazioni di immagini.
Laboratorio Teti (Telecomunicazioni e Teoria dell' Informazione)
Le attività di ricerca svolte nel laboratorio TETI sono legate allo studio delle reti di telecomunicazioni di nuova generazione, atte al trasporto di comunicazioni dati e real-time (ad esempio Voice over IP), e degli aspetti teorico/implementativi che riguardano la teoria dell’informazione e l’inferenza statistica in reti wireless. Una particolare attenzione è rivolta alle seguenti tematiche.
-Localizzazione di utenti mobili in ambienti indoor
Tale attività, finalizzata alla determinazione della posizione di un terminale mobile in ambienti indoor per reti di tipo WiFi, si colloca nella più generale tematica della localizzazione, sia indoor che outdoor, di utenti mobili in reti B3G e si basa sull’intensità (o sul rapporto segnale/rumore) del segnale emesso dagli elementi di rete. Le attività svolte riguardano sia lo sviluppo di modelli e di algoritmi al calcolatore che misure dell’intensità del campo elettromagnetico. Su tali misure, in particolare, si basa sia la determinazione di un modello statistico dell’intensità del campo elettromagnetico rilevato che interpreti adeguatamente i dati sperimentali, sia il confronto sul campo degli algoritmi di localizzazione proposti con altre tecniche presenti in letteratura. Le attrezzature utilizzate a tale scopo sono costituite da Access Points per reti WiFi 802.11 b/g della Netgear (Mod. FWG114P) e da vari dispositivi di acquisizione sia hardware (schede di rete ORiNOCO e Intel, analizzatore di spettro Agilent) che software.
- Sistemi distribuiti e reti di sensori
L’attività è finalizzata alla stima di parametri di fisico interesse per sistemi decentralizzati costituiti da una molteplicità di sensori remoti. Lo scambio di informazioni in reti di sensori wireless avviene su canali a capacità vincolata, a causa delle limitazioni sulla potenza impiegata. L’obiettivo finale è quello di gestire al meglio il compromesso fra tassi trasmissivi e accuratezza di stima, minimizzando l’energia dissipata. La strumentazione utilizzata per questa attività è costituita da una piattaforma della Moteiv Corporation, Tmote sky. Tmote sky è una piattaforma di nuova generazione costituita da moduli di sensori wireless (“mote”) ultra low power e con alto data-rate, dotata di interfaccia wireless ZigBee (IEEE 802.15.4) per interoperare con altri dispositivi, di un’antenna integrata con 50m range indoors / 125m range outdoors e di sensori di umidità, temperatura, luce.
- Valutazione dei parametri di qualità delle comunicazioni audio tramite VQT
L’attività è finalizzata alla valutazione dei parametri di Qualità di Servizio (QoS) delle comunicazioni audio negli scenari di servizio Voice over IP (VoIP) in reti fisse e mobili. Tale attività richiede la raccolta e l’elaborazione di dati di misura, ottenuti tramite il VQT della Agilent, strumento che permette di misurare i parametri di QoS (ritardo end-to-end, jitter, qualità percepita dall’utente - indice PESQ, eco, ...) durante le comunicazioni audio sia su reti a commutazione di circuito che di pacchetto. In particolare, le misure vengono effettuate in sessioni tra applicativi VoIP (prodotti commerciali e/o prototipi, sia per ambienti Windows che Linux), in presenza di catene trasmissive di vario tipo e complessità che includono anche algoritmi di compressione del segnale vocale (come ITU G.711, ITU G.723.1, ETSI GSM).
Laboratorio CoRiTel ( Consorzio di Ricerca in Telecomunicazioni)
Le attività si inseriscono nel Consorzio CoRiTeL cui partecipano alcune università italiane e alcuni partner industriali (Ericsson Lab Italy e ITS). Vi opera infatti anche personale tecnico distaccato da Ericsson. Le ricerche svolte si pongono in ambiti di reti di telecomunicazioni di terza e quarta generazione, sia da un punto di vista architetturale che protocollare. In particolare il lavoro si basa sulle definizioni, sulle proposte e sullo sviluppo di soluzioni prototipali atte a supportare applicazioni multimediali e servizi per le generazioni future di rete mobile. Un particolare occhio di riguardo è riposto in ambito di Sicurezza delle reti in termini di accesso, crittografia, integrità e riservatezza dei dati. Le attività si pongono come obbiettivo quello di acquisire nuove competenze in termini di architetture di rete e relative soluzioni sistemistiche che possano essere utili alla definizione di proposte innovative e di nuovi spunti di ricerca.
Laboratorio di Ingegneria del Software
Le attività del laboratorio vanno dall’analisi alla progettazione,dall’implementazione al testing dei prototipi software collegati ai progetti di ricerca. In tale contesto ci si occupa di tutti gli aspetti della produzione del software sia quella tecnici dello sviluppo ma anche di attività come la gestione dei progetti e degli strumenti di sviluppo con particolare attenzione ai metodi e alle teorie che aiutano la produzione di software. Le attività del laboratorio sono supportate anche dalle risorse di elaborazione dislocate presso il Centro di Calcolo del Dipartimento.
Laboratorio CED (Centro di Calcolo e Servizi di Rete)
Il centro ospita le apparecchiature a supporto delle attività previste dalle varie linee di ricerca del Dipartimento, e quelle destinate all’erogazione di servizi di base come il web, la posta elettronica e a servizi avanzati quali la piattaforma di e-learning.
Laboratorio Database Relazionali
Il laboratorio ha funzioni di ricerca e sviluppo nel settore delle basi di dati, dei sistemi di gestione di basi di dati, dei sistemi informativi ed in particolare dei database relazionali ad oggetti.
L’uso del suddetto laboratorio è particolarmente intenso in virtù delle attività nell’ambito dell’applicazione di nuove tecnologie legate principalmente a progetti di ricerca.
Pertanto l’efficienza deve essere garantita e gli interventi di manutenzione ordinaria devono essere sempre effettuati in tempi brevi.
I software rappresentano lo stato dell’arte presente sul mercato, per cui la specializzazione richiede un aggiornamento costante anche in funzione dello sfruttamento massimo delle potenzialità delle attrezzature a disposizione.
Al fine di mantenere intenso l’uso del laboratorio nell’ambito delle attività didattiche e di ricerca condotte presso il dipartimento, il personale ivi impiegato deve essere in grado di sfruttare al massimo le potenzialità delle attrezzature presenti, pertanto la specializzazione richiesta consiste in approfondite conoscenze nell’ambito dell’information technology che trovano intersezione con l’applicazione avanzata di software per la progettazione di sistemi informativi, database relazionali e database ad oggetti e la loro integrazione all’interno di prototipi e applicazioni software.