Informazioni Generali

Il progetto proposto mira, in prospettiva, alla realizzazione di una rete scientifica di eccellenza che costituisca le fondamenta per la nascita di un istituto multidisciplinare di ampie dimensioni con l'intento di aggregare più ricercatori e studiosi di diverse afferenze disciplinari e gruppi con interessi industriali, con scopi di approfondimento scientifico e di alt aformazione nell'ambito delle dinamiche caotiche complesse.

Abstract

Il progetto verterà sul controllo di sistemi con dinamica caotica di ordine basso e di sistemi estesi parzialmente distribuiti. L'attenzione verrà rivolta alle problematiche relatice ai sistemi interconnessi con caratteristiche di autoorganizzazione rivolgendo particolre attenzione ai circuiti nonlineari di tipo cellulare, denominati "Cellular Neurak Networks". Le precedenti tematiche troveranno riscontro applicativo in particolari settori strategici della teoria dei sistemi complessi.

Il tema della complessità, dello studio di sistemi caotici nonche’ delle problematiche relative al controllo e alla sincronizzazione di tali sistemi, il più delle volte con dinamiche spazio temporali, richiede particolari metodologie e l’uso di strumenti analitici e numerici particolarmente onerosi dal punto di vista computazionale e spesso poco efficienti; inoltre non esiste ancora in letteratura un approccio se non esclusivamente numerico, e pertanto di tipo digitale, per l’implementazione di modelli di sistemi complessi ormai quasi sempre presenti nei settori più variegati delle scienze.

Il progetto si propone di focalizzare talune problematiche emergenti nell’ area dei sistemi complessi quali la caratterizzazione innovativa di sistemi caotici, la sincronizzazione in sistemi parzialmente estesi, con caratteristiche caotiche, sviluppando nuove metodologie di analisi e controllo con dinamiche interagenti. Tali aspetti verranno integrati da innovative metodologie, basate sulla diversità spaziale riportando esempi in circuiti e sistemi parzialmente estesi e proponendo come la diversità spaziale, generata da dinamiche deterministiche con caratteristiche caotiche, dia luogo a fenomeni di autorganizzazione e sincronismo. Nel contesto del progetto il concetto di complessità è relativo sia alla caratterizzazione di dinamiche di sistemi di ordine ridotto, ma con caratteristiche dinamiche in cui la presenza di biforcazioni e di più attrattori ne rende interessante lo studio ed il controllo, sia a sistemi spazialmente estesi, generati da sistemi complessi di ordine ridotto, localmente connessi in matrici monodimensionali o multidimensionali.

Da quest'ultima considerazione emerge una innovativa possibilita' cioe' quella di modellizzare le classi dei sistemi precedentemente introdotti tramite architetture analogiche di recente concezione, quali le Reti Cellulari Nonlineari (CNN), che sono costituite da circuiti non lineari interagenti e di cui attualmente e’ in fase di sviluppo e prototipazione un circuito VLSI con struttura bidimensionale comprendente 128x128 celle. Ulteriore obiettivo del progetto è quindi quello di stabilire le condizioni secondo cui una architettura basata su CNN possa essere impiegata come strumento computazionale innovativo nell' area dei sistemi complessi.

Il progetto prevede inoltre la possibilita' di testare modelli di sistemi complessi in settori dell'econofisica e dell' ingegneria dell' innovazione facendo uso delle metodologie e degli strumenti analitici introdotti. Infatti oltre alla modellizzazione di tali sistemi, verranno prese in considerazione i concetti di microdiversita’ come fattori di autoregolazione, rendendo evidenti le dicotomie con i sistemi spazialmente diversi discussi precedentemente e la possibilita’ di validare computazionalmente tali modelli utilizzando l’architettura basata su CNN. In sintesi si svilupperanno metodologie per la caratterizzazione di dinamiche caotiche di ordine basso, verranno proposti metodi analitici e sperimentali in array estesi con dinamica complessa evidenziandone proprietà autorganizzanti ed introducendo il concetto autostabilizzante di diversita' spaziale, verranno quindi proposti casi di studio in settori specialistici e verrà introdotta una nuova archittettura computazionale per sistemi complessi basata su CNN.

Inoltre il progetto proposto mira, in prospettiva, alla realizzazione di una rete scientifica di eccellenza che costituisca le fondamenta per la nascita di un istituto multidisciplinare di ampie dimensioni con lo scopo di aggregare più ricercatori e studiosi di diverse afferenze disciplinari con scopi di approfondimento scientifico e di alta formazione nell'ambito delle dinamiche caotiche complesse.

Durata del progetto di ricerca: 36 mesi