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

Il progetto Energia da Fonti Rinnovabili e ICT per la Sostenibilità Energetica (in breve progetto Sostenibilità Energetica) intende studiare e sperimentare un insieme coordinato di soluzioni innovative per rendere le città sostenibili da un punto di vista energetico- ambientale. Per raggiungere questo obiettivo, il progetto si base sull’uso diffuso di fonti energetiche rinnovabili (e delle relative tecnologie per l’accumulo e la gestione dell’energia) e sull’utilizzo estensivo di tecnologie ICT per la gestione avanzata dei flussi energetici e rendere i servizi della città energeticamente efficienti adattandoli alla domanda (e quindi favorire il risparmio energetico e l’uso razionale dell’energia) e alla disponibilità di energia da fonti rinnovabili, anche con il coinvolgimento consapevole dei cittadini.

Project duration: 48 months;    Financial Institution: Ministeriale/Governativo

Contact:   Erina Ferro

Topics:

• Sensing Technologies for Monitoring Systems

According to the UCD Institute of Food and Health, 3 are the most notable health promotion and disease prevention programs that target the main causes of morbidity and premature mortality: Malnutrition, Sedentariness, and Cognitive decline, conditions that affect the quality of life of elderly people and drive to disease progression.  These 3 features will represent the target areas in the DOREMI project. The project vision is aimed at developing a systemic solution for elderly, able to prolong the functional and cognitive capacity by empowering, stimulating and unobtrusively monitoring the daily activities according to well defined “Active Ageing” lifestyle protocols. The project  joins  the concept of prevention centered on  the elderly, characterized by a unified vision of being elderly today, namely, a promotion of the health by a constructive interaction between mind, body and social engagement. To fulfill these goals, food intake measurements and personalized metabolic control, exergames associated to social interaction stimulation, and cognitive training programs will be proposed to an elderly population enrolled during a pilot study. The project combines multidisciplinary research areas in serious games, social networking, Wireless Sensor Network, activity recognition and contextualization, behavioral pattern analysis. By recording and monitoring information about the use of the adopted lifestyle protocols, it would be possible to track the users performance over long periods, providing a potential alert for signs of malnutrition, physical and cognitive deterioration.  The close collaboration between the healthcare representatives and experienced technological partners will drive the ICT development needed to release a set of prototypes to be validated in the pilot study. The effectiveness and impacts, on both users and on the healthcare system, will be proofed in the pilot study set up in Italy and UK, involving both elderly users and care providers.

Project duration: 36 months;    Financial Institution: Unione Europea

Contact:   Erina Ferro

Topics:

• Sensor-based Activity Recognition
• Communication Middleware for Context-awareness
• Indoor Localization

INTESA vuole essere un primo esempio reale di una suite di servizi personali e personalizzati per il benessere di soggetti fragili in regione Toscana utilizzando tecnologie innovative altamente personalizzabili ed arricchendone le funzionalità con elevate competenze di ricerca e sviluppo nei settori dell’e-health, e-inclusion, reti di sensori e data mining. I servizi saranno tra loro modulari e indipendenti ma con un’interfaccia comune verso una piattaforma software di raccolta ed analisi dei dati in grado di identificare precocemente condizioni di fragilità in soggetti a rischio e prevenirne l’aggravarsi verificando cambiamenti nello stato funzionale, clinico, cognitivo e psicologico-affettivo del soggetto. La suite di servizi sarà espandibile ed integrabile in futuro con nuove applicazioni e nuove tecnologie per il monitoraggio sia domiciliare che in ambienti esterni anche per altri tipi di utenti, affetti anche da altre patologie. Il cittadino, oltre ad essere monitorato da casa sarà anche consapevole di poter partecipare attivamente al miglioramento del proprio stato di salute, sia fisico che mentale, considerando che l’esclusione sociale rappresenta uno dei maggiori fattori di rischio per il declino cognitivo.

 

In particolare, il sistema includerà servizi personalizzati dedicati a:

1.  stimolare l’attività fisica e cognitiva: a) in ambiente domestico, tramite l’uso di exergames, b) in ambiente esterno, tramite programmi adeguati di attività motoria. Per questi servizi verranno usati sensori indossabili per il rilevamento dell’attività fisica e tools personalizzati per verificare la correttezza degli esercizi svolti.

2.     monitorare la qualità del sonno tramite sensori non invasivi.

3.     monitorare il livello di instabilità/equilibrio (a cui è legato il rischio di cadute) e le variazioni di peso.

4.     monitorare il consumo calorico giornaliero, in relazione al tipo di alimentazione ed all’attività fisica,  per fornire suggerimenti sulla dieta tramite programmi specializzati.

5.     monitorare sul lungo termine gli output generati dai sistemi di monitoraggio sul breve periodo e le traiettorie seguite per gli spostamenti all’interno della casa (localizzazione indoor) in modo da definire pattern comportamentali ed eventuali variazioni nel tempo.

6.     monitorare e stimolare l’interazione sociale dell’utente tramite l’uso di dispositivi mobili personali (smartphones e/o smartwatch) di semplice utilizzo. In questo caso, abilitando le comunicazioni device-to-device il sistema sarà in grado di monitorare in modo automatico le interazioni sociali degli utenti; inoltre un’applicazione dedicata (mobile social network) sarà sviluppata per stimolare ulteriormente l’inclusione sociale dei soggetti coinvolti.

 

Inoltre, INTESA rappresenterà un punto di appoggio anche per i familiari e gli assistenti dei soggetti monitorati, garantendone un monitoraggio continuo e tempestive notifiche di condizioni di rischio.

Project duration: 24 months;    Financial Institution: Ente Pubblico Locale

Contact:   Filippo Palumbo

L'Agenzia internazionale per l'energia2 ha stimato che il 22% di tutte le emissioni di CO2 sono generate dal settore trasporti, di cui il 73% è generato dal trasporto su strada. In Europa il trasporto su strada rappresenta il 93% delle emissioni totali di CO2 legate ai trasporti e poco più del 19% delle emissioni totali di gas metano utilizzato nelle abitazioni. Il trasporto su strada rappresenta quindi la seconda categoria di interesse per la UE‐153. Oggi più di 700 milioni di veicoli operano nel settore dei trasporti stradali per sostenere le esigenze di trasporto di una popolazione mondiale di circa 6,8 miliardi di persone, di cui il 64% è dislocata in centri urbani. Entro il 2050 il numero di veicoli nel settore dei trasporti su strada potrebbe crescere fino a quasi 3000 milioni4 e la popolazione mondiale sarà di circa 9 miliardi, di cui il 78% in aree urbane. Oltre al clima, le fonti di emissione (CO, CH4, NOx, N2O, composti organici volatili, carboni cloro e perfluoro, tetrafluoruro di silicio, metalli pesanti e particolato) dei sistemi di trasporto influenzano la qualità dell'aria, dell'acqua e del suolo5 e il rumore prodotto dai veicoli incide negativamente sulla salute degli individui e riduce il valore dell'ambiente urbano. Infine, la quantità di emissioni e rumore imputabili al settore dei trasporti può essere influenzata da fattori quali l'uso eccessivo dei veicoli, l'età e la loro scarsa manutenzione.

Project duration: 43 months;    Financial Institution: Ministeriale/Governativo

Contact:   Erina Ferro

Topics:

• Wireless Communications
• Mobile Social Computing

​In questo progetto saranno studiate e sviluppate metodologie integrate di monitoraggio, diagnostica e conservazione di costruzioni murarie antiche basate su reti di sensori wireless, droni e strumenti di calcolo innovativi. Le wireless sensor networks che saranno impiegate per le varie misurazioni dovranno considerare, da una parte, i vincoli architettonici, strutturali e funzionali che caratterizzano le strutture monumentali dei centri storici, e dall’altra le esigenze legate alla propagazione del segnale, ed inoltre dovranno essere ottimizzate in termini di costi globali  e impatto ambientale. I parametri per il monitoraggio strutturale (e quindi i tipi di sensori da utilizzare) saranno definiti con l’aiuto di codici di calcolo open-source per la simulazione del comportamento statico e dinamico di costruzioni in muratura, quali NOSA-ITACA (sviluppato dal Laboratorio di Meccanica dei Materiali e delle Strutture dell’Istituto di Scienza e Tecnologie dell’Informazione “A. Faedo” CNR-ISTI) Mady e Code-Aster. Ad integrazione dei dati prodotti dalle reti di sensori sarà utilizzato un drone che consentirà acquisizioni video e foto delle strutture. I dati provenienti sia dalle reti di sensori sia dal drone verranno convogliati verso un sistema avanzato di elaborazione dell’informazione, chiamato Centro di Controllo del Monitoraggio, all'interno del quale tutti i dati verranno elaborati ed integrati per fornire agli utilizzatori finali del Sistema utili informazioni e segnalazioni sulle condizioni strutturali delle costruzioni monitorate.

Project duration: 24 months;    Financial Institution: Ente Pubblico Locale

Contact:   Paolo Barsocchi

Topics:

• Analysis, Testing and Monitoring of Dynamic Systems
• Wireless Communications
• Computational Intelligence in Computer Vision
• Computational Topology and Geometry for Vision
• Real Time Imaging and Embedded Systems
• Applications to Cultural Heritage
• Computational Solid Mechanics
• Mechanics of Masonry Structures

The headline objective of ReAAL is to promote standards, guidelines and reference platforms for interoperable solutions in the domain of active and independent living and demonstrate by 2015 an ICT ecosystem that uses them in pilot sites involving at least 5000 users in at least five countries. In this context, ReAAL will validate the role of common open platforms in putting interoperability standards in place and measure the related socio-economic impact. The evaluation framework will be multidimensional, allowing to also consider the ethical, legal, market, quality of life, and user experience impacts in addition to the socio-economic impact. Finally, best practices associated with the technical and organisational aspects of the deployment and public procurement will be collected, the effectiveness of the value chain for different business and organizational set-ups assessed, and existing business models refined and consolidated. ReAAL will make its findings and recommendations available in a public knowledge portal that should serve as the ultimate reference for best practices and lessons learned in case of large-scale roll-outs with interoperability focus.

To achieve the above goals, ReAAL plans to deploy within 36 months several applications in the field of active and independent living on top of the universAAL platform in several pilot sites involving ca. 7000 users in 8 countries. As the result of the FP7 project universAAL (www.universaal.org), the universAAL platform is the most prominent candidate platform in this field. universAAL was launched in 2010 with the aim to reduce barriers

in adoption and promoting development and uptake of innovative AAL solutions. The technical strategy has been to enable interoperability in terms of execution on a wide variety of different operating systems, allowing plug-and-play use of sensors and other equipment available on the open market and enabling easy composition of service elements to provide higher-level services. Within ReAAL, partners of the universAAL project will set up a full exploitation environment that consists of uStore, Development Depot, and run-time platform components.

Project duration: 42 months;    Financial Institution: Unione Europea

Contact:   Francesco Furfari

Topics:

• Sensing Technologies for Monitoring Systems
• Ambient Assisted Living (AAL)

 Nati per applicazioni militari, i droni stanno letteralmente invadendo il campo delle applicazioni civili.In realtà, nelle applicazioni civili più che di droni, per i quali si sottintende una totale autonomia nelvolo, si utilizzano velivoli a pilotaggio remoto, o RPAS (Remotely Piloted Aircraft systems), perlopiù ingrado di effettuare riprese aeree, utilizzate per analisi di contesto, fotogrammetria ed agricoltura.Esiste poco o nulla, invece, per quelle applicazioni più evolute, oggetto del presente progetto,dedicate alla sicurezza ed alla protezione dell’ambiente e del territorio, con sensori diversi ericonfigurabili quali quelli per detezione di gas, metalli pesanti e cariche batteriche, per la valutazionedell’inquinamento elettromagnetico in zone non accessibili dalla strumentazione classica, per ladetezione a distanza di esplosivi, e/o camere intelligenti in grado di fare una pre-elaborazione a bordoper trasmettere a terra, o ad altri droni in volo, la propria conoscenza dell’ambiente circostante.Il progetto proposto, basato su 6 obiettivi operativi, finalizzato alla progettazione, realizzazioneprototipica e sperimentazione di tecnologie abilitanti e sensori innovativi in grado di far fronte aquesta carenza.Tra le tecnologie abilitanti si sono identificate:• Comunicazioni tra droni e con una o più ground control station, con relative problematiche dihandover tra GCS• Algoritmi di preelaborazione e bordo di sensori ottici ed infrarosso, fotogrammetria in near realtime, con uno sguardo anche all’applicazione (futura) della fotogrammetria di scene dinamiche• Utilizzo del cloud computing per la distribuzione delle informazioni.Tra i sensori si sono identificati• Sensori innovativi di GAS, in grado di operare a contatto o a distanza, e sensori di specie batterichee metalli pesanti, in futuro programmabili sul campo in funzione delle necessità.• Sensori di opportunità, da installare su droni ed utilizzo di dispositivi mobili per la diffusione dei datiin tempo reale, per applicazioni di sicurezza in ambienti altamente dinamici (ad es. per la presenza difolla), nelle quali è necessario distribuire l’informazione (eventualmente informazioni diverse) a moltistakeholder per prendere decisioni in tempo reale • Sensori compatti, installabili su droni, per la verifica dei livelli di inquinamento elettromagnetico eper la verifica dei radiosentieri utilizzati dai velivoli in fase di atterraggio.La sperimentazione avverrà principalmente con droni che IDS sviluppa e commercializza, realizzati  appositamente per la fase di sperimentazione ed integrati con i sensori proposti. Se necessario, siutilizzerà la sede di IDS presso l’aeroporto militare di Grottaglie, dove è possibile effettuare voli inaree segregate.Vista l’elevata innovatività del progetto proposto, la compagine identificata comprende una grandeimpresa, due microimprese e 3 organismi di ricerca al cutting edge delle competenze necessarie per ilraggiungimento degli obiettivi proposti.

Project duration: 24 months;    Financial Institution: Ente Pubblico Locale

Contact:   Alberto Gotta

Il presente progetto propone l’integrazione della fonte geotermica a bassa temperatura, contenuta nel sottosuolo in falde acquifere multistrato e sedimenti, ed il solare fotovoltaico ad integrazione dell’alimentazione elettrica delle pompe di calore (PDC) geotermiche. Per l’estrazione del calore geotermico a bassa profondità si opera su falde acquifere attraverso pozzi di produzione e reiniezione con tecnologie di perforazione e completamento pozzi innovativi.

L’energia termica prodotta dall’impianto dimostratore alimenterà il carico termico-sanitario di un edificio ad uso direzionale e, per risolvere le asincronicità tra produzione e carico e ottimizzare la gestione tecnico- economica dell’intero sistema saranno studiati, messi a punto e realizzati dimostratori di accumuli dell’energia termica estratta.

L’ottimizzazione tecnico economica dell’intero sistema, in logica smart grids, richiede inoltre una gestione razionale ed accurata delle utenze termiche mantenendo alto il benessere psico-fisico degli utenti dell’edificio. Risulta complesso “quantificare” l’impatto che diverse azioni correttive (ad esempio, sull’impianto di riscaldamento/condizionamento) hanno sui livelli di benessere percepito, o quale sia il giusto trade-off tra risparmio dei consumi energetici (elettricità e/o calore) e riduzione del benessere. Saranno, quindi, ideati e messi a punto sistemi ICT innovativi per migliorare l’efficienza dell’edificio, con particolare attenzione ai consumi energetici ed agli impianti di riscaldamento e raffreddamento, facilitando l’integrazione della sorgente geotermica negli impianti preesistenti e migliorando i livelli di comfort percepiti dagli utenti.

Project duration: 24 months;    Financial Institution: Ente Pubblico Locale

Contact:   Paolo Barsocchi

Topics:

• Ambient Intelligence and Smart Spaces
• Sensing Technologies for Monitoring Systems

Project website: http://www.aal-europe.eu/projects/socialize/

The project SOCIALIZE develops itself in three technologic macro areas to implement:

1. a service-oriented software architecture to supply network services with cloud computing modalities,
2. a set of user interfaces and access devices (with a particular focus on mobile devices) to optimize the experience of using the services that are available in the network for first level end-users (elderly people)
3. a set of software tools to implement services. The tools will be available to social organizations, which will enable them to implement and provide their services through the SOCIALIZE platform.

The SOCIALIZE platform will offer information and entertainment content geared to the needs and interests of elderly people, content which will be provided in a barrier-free and user friendly way tailored to this age group and across the different SOCIALIZE devices.

- See more at: http://www.aal-europe.eu/projects/socialize/#sthash.mrbPAVWY.dpuf

Project duration: 46 months;    Financial Institution: Mix GOV+EU

Contact:   Vittorio Miori

Topics:

• Ambient Intelligence and Smart Spaces
• Domotics and Home Automation

0. Lo scopo di SocializeME è quello di dimostrare l’efficacia dell’uso di tecnologie ICT (tecnologie dell’informazione e della comunicazione) per stimolare, favorire e studiare fenomeni sociali complessi che sono di interesse per la comunità, come lo studio delle dinamiche di interazione sociale tra studenti e docenti in ambiente scolastico. A tale scopo, il progetto si prefigge quattro macro-obiettivi:

1. Identificare aspetti del comportamento degli studenti e delle loro interazioni sociali che siano di interesse per Polo scientifico.

2. Realizzare una architettura software per raccogliere informazioni sul comportamento degli utenti.

3. Analizzare i dati raccolti per identificare il modo con cui gli studenti e docenti interagiscono durante lo svolgimento di alcune attività didattiche ed extra-didattiche e definire degli indicatori di

   socialità e comportamento all’istituto selezionato.

4. Coinvolgere attivamente gli studenti sia nella fase di sperimentazione che nella fase di sviluppo

   degli strumenti tecnologici usati per la sperimentazione attraverso un programma di Alternanza scuola lavoro ed il CNR di Pisa.

Project duration: 24 months;    Financial Institution: Fondazioni

Contact:   Michele Girolami

Il progetto TITANIO si propone di sviluppare nuove metodologie per il monitoraggio delle vibrazioni di edifici storici. Queste saranno misurate da strumentazione molto sofisticata, in grado di rilevare le più piccole oscillazioni prodotte sugli edifici dalle sollecitazioni ambientali. Alcuni di questi strumenti, sviluppati in ambiti completamente diversi dall’ingegneria strutturale, come la geofisica e l’astrofisica, saranno per la prima volta impiegati per misurare le vibrazioni di un edificio storico. A questa strumentazione si affiancherà un sistema di rilevatori wireless, sviluppato nell’ambito del progetto MONSTER (finanziato dalla Fondazione per il biennio 2014-2016), in grado di monitorare eventuali anomalie nei livelli di sollecitazione e nella risposta dinamica degli edifici. Si prevede l’installazione di questi strumenti su un caso studio nel centro storico del Comune di Lucca.

Project duration: 24 months;    Financial Institution: Fondazioni

Contact:   Paolo Barsocchi

L’obiettivo di WB@Lucca è la realizzazione di una piattaforma mobile di servizi personali e personalizzati basati sull’uso di tecnologie ICT innovative e non invasive al fine di migliorare la qualità della vita e la condizione di benessere (well-­‐being) degli abitanti di Lucca e stimolarne la solidarietà sociale.

Project duration: 28 months;    Financial Institution: Fondazioni

Contact:   Erina Ferro

Topics:

• Real Time Imaging and Embedded Systems
• Assistive technologies and systems integration
• Shape Analysis and Description
• Sensing Technologies for Monitoring Systems
• Sensor-based Activity Recognition
• Computational Intelligence in Computer Vision
• Computational Topology and Geometry for Vision