L.A.M.I. – Laboratorio di applicazioni della Matematica all’Ingegneria

Direttore:
Prof . Adelina Fabiano
Università della Calabria

Responsabile Scientifico:
Prof Jacques Guenot
Università della Calabria

Responsabile internazionale
Prof Déo Gratias Nkinahamira

Il L.A.M.I. (Laboratorio di Applicazioni della Matematica all’Ingegneria) è stato costituito con Delibera del Senato Accademico (adunanza del 19 Dicembre 1996) dell’Università della Calabria, presso cui ha sede.

Il L.A.M.I. nasce da una collaborazione scientifica interdisciplinare tra docenti e ricercatori dell’Unical e di altre Università italiane e straniere, operanti nei settori della matematica e dell’ingegneria.
Il Laboratorio è il luogo dove è pianificata e svolta la ricerca ingegneristica e matematica.

Fanno parte del L.A.M.I oltre ai docenti anche molti fra i migliori laureati dell’Unical in Ingegneria e in Matematica.

Il L.A.M.I è, di fatto, un istituto di ricerca riconosciuto dall’Università della Calabria, operante nelle strutture di Ateneo e coordinato e gestito da docenti e giovani professionisti dell’Unical, con capacità progettuale autonoma riconosciuta dal carattere speciale del suo Statuto. Questo aspetto fornisce al Laboratorio fattivamente la possibilità di porsi come strumento di interconnessione tra mondo della ricerca e mondo produttivo.

Il Laboratorio coordina ed approfondisce lo studio su tematiche di Innovation Technology in ambito comunicativo che rappresenta un volano di grande sviluppo per il territorio calabrese e per i giovani professionisti e laureandi inseriti nel progetto. I laureandi possono contare su di una esperienza capace di renderli estremamente appetibili per il mercato del progresso tecnologico di ambito, essendo la ricerca proposta sicuramente di interesse elevatissimo.

L’idea principale che ha condotto alla formazione di questo laboratorio è quella di sfruttare le competenze dei matematici per affinare le tecniche con cui si affrontano alcuni difficili problemi che nascono nell’ambito della medicina, dell’ingegneria, e della fisica. La matematica rappresenta un importante supporto alle altre scienze.

L’aspetto decisamente innovativo del laboratorio consiste nella interazione diretta tra matematici ed altri scienziati, questo approccio permette l’introduzione nei singoli problemi di tecniche matematiche specifiche, molto più sofisticate di quelle normalmente utilizzate grazie alle sole conoscenze dei singoli.

E’ da sottolineare che questo laboratorio potenzialmente rappresenti una grossa opportunità per lo sviluppo di un tipo di ricerca che con ampie ricadute sul territorio.

Esso articola la propria attività scientifica su tre livelli: ricerca, applicazioni e didattica con le seguenti finalità:

• Organizzare le attività di ricerca, lo scambio e la diffusione dei risultati e delle applicazioni;
• Formare personale specializzato in applicazioni delle scienze matematiche e problematiche medico-sanitarie;
• Gestire la rete delle informazioni multimediali di riferimento;
• Gestire le attività di promozione e di intervento in realtà da acquisire alla ricerca, al fine della diffusione delle conoscenze, delle esigenze e delle motivazioni dei progetti;
• Avviare attività di cooperazione permanente fra centri di ricerca medica, ospedali, luoghi di ricerca matematica ed ingegneristica in ambito europeo.
• Monitoraggio del territorio e proposte di modelli di sviluppo.
• Organizzare seminari di formazione sul problema scientifico e sui metodi di ricerca sulla semantica e sulla sintassi al riguardo.
• Avviare attività di cooperazione permanente fra centri di ricerca della comunicazione ed istituzioni, per lo studio di nuove tecnologie di decodificazione dei segnali e della loro trasmissione.

• Matematica: la ricerca di base è indispensabile per poter competere nel mercato dell’ innovazione. Lo sviluppo di nuove di applicazioni non può infatti prescindere dalla conoscenza e dallo sviluppo dei modelli matematici necessari per la rappresentazione dei fenomeni reali. La ricerca attuale del LAMI verte su problemi di analisi complessa che possono fornire validi strumenti nel campo del controllo e della robotica.

• Applicazioni: di pari passo alla ricerca condotta nel campo della matematica, il LAMI lavora su modelli algoritmi e programmi nei vari campi ( comunicazione, medicina, sismologia, meteorologia, ecc.

Si riportano di seguito alcune tra le principali applicazioni che sono state oggetto di studio presso il L.A.M.I. :
• Ricerca in matematica pura
• Analisi di immagini finalizzate alla diagnosi di malattie cardiovascolari
• Metodi matematici applicati a problemi di psicologia e medicina comportamentale
• Sismologia
• Meteorologia
• Riconoscimento della voce

IN PARTICOLARE

1. Riconoscimento della voce

Analisi tempo-scala e tempo-frequenza di tracciati vocali tramite metodi di iper-risoluzione.
L’elevato grado di precisione reso possibile dalle tecniche sviluppate presso il L.A.M.I, permette di realizzare diverse interessanti applicazioni tra le quali lo sviluppo di sistemi di riconoscimento vocale, sistemi di sicurezza ed attivazione vocale, sistemi di dettatura, dizionari di riferimento vocale, ecc.

2. Analisi di segnali in multi ed iper-risoluzione per il trattamento dei segnali audio-video.

L’analisi tempo scala, permette la definizione di algoritmi auto modulanti, capaci di definire una accurata compressione o decompressione del segnale, nello spazio-tempo, con una trascurabile perdita dell’informazione in origine.
Un’applicazione particola rizzata ai segnali radio e radio-televisivi, potrebbe portare alla definizione di alti livelli di pulizia dei segnali audio e delle immagini.

Il L.A.M.I possiede ad oggi delle conoscenze tali da poter investire in questi settori.

3. Ricerca in matematica pura

a) Problemi di effettività con tecniche che nascono dalla teoria dei residui in più variabili complesse;
b) questioni strettamente algebriche e geometriche che coinvolgono lo studio di algebre di funzioni intere (e non) in più variabili complesse;
c) teoria della convessità in geometrica analitica;
d) fasci di iperfunzioni e di microfunzioni.

4. Analisi di immagini finalizzate alla diagnosi di malattie cardiovascolari

La ricerca propone i seguenti primari obiettivi:
a) fornire metodi intelligenti ed algoritmi per l’interpretazione dei dati relativi alla variabilità della frequenza cardiaca e della pressione arteriosa;
b) fornire nuovi criteri di misurazione delle lunghezze dell’intervallo Qtc=[QVRR];
c) realizzare prototipi di sistemi automatici per la diagnostica di patologie e connesse alle aritmie cardiache;
d) fornire nuovi criteri scientifici di lettura di immagini (scintigrafia, ecografia, scanner, radiografia, PET, TAC, MR1).

5. Metodi matematici applicati a problemi di psicologia e medicina comportamentale

a) Fornire nuovi criteri scientifici di lettura di segnali di attivazione simpatica per la diagnosi di reazioni neurovegetative disgelate, in particolare di quelle agenti come fattore di rischio per le patologie cardiovascolari;
b) sviluppare strumenti, numeri di lettura dei segnali;
c) migliorare la lettura dei referti e renderne più rapida l’elaborazione.

6. Sismologia

Raccolta ed analisi di sismogrammi per una maggiore comprensione dei fenomeni sismici: lo studio dei segnali di tale motivo è individuato nell’individuazione di eventuali particolarità nella loro struttura, che ne consente la precisione, o lo stesso, una più precisa classificazione.

7. Meteorologia

Raccolta di dati relativi a pressione, temperatura, velocità del vento, ecc. e loro analisi.
Questo studio è individuato da una migliore comprensione dei fenomeni meteorologici ed alla ricerca di eventuali criteri di precisione più accurati di quelli classici.

Collaborazioni scientifiche e progettuali

Il LAMI ha al suo attivo varie collaborazioni scientifiche fra le quali citiamo:

Annamaria Sempreviva, Risoe National Laboratory, Denmark

Alain Yger Università di Bordeaux (Francia)

Andrea Ratto Università di Cagliari

Arbadiunz Ploski Università Kielce (Polonia)

Pietor Twarzeski Università di Kracone (Polonia)

Francesco Perticone Università Magna Grecia di Catanzaro

Convegni

Il L.A.M.I ha organizzato ed ha partecipato a diversi convegni fra i quali:

Convegno internazionale dal titolo “ Effecting problems: algebricc and analitic metodo I”, Camigliatello Silano- Croce di Magara (CS), giugno ’98.
Convegno internazionale dal titolo “ Effecting problems: algebricc and analitic metodo II”, Camigliatello Silano- Croce di Magara (CS), giugno ’99.
Convegno dal titolo “ Matematica, quale, perché, come”, Diamante – (CS), giugno ’00.
Convegno internazionale dal titolo “ Effecting problems: algebricc and analitic metodo IV”, Camigliatello Silano- Croce di Magara (CS), giugno 2002.
Convegno dal titolo “L’ insegnamento della matematica. Un grido d’ allarme” Diamante (CS), giugno 2002.
Convegno dal titolo “Innovazione e sviluppo del territorio “Diamante (Cs),giugno2003
Convegno “ricerca ed innovazione per la competitività del territorio 19 febbraio 2009 Rende“

Progetti

Il L.A.M.I ha redatto diversi progetti ed ha anche partecipato a molti di questi come proponente o come partner:

• Progetto I.F.T.S. “Tecnico superiore per la comunicazione ed il multimedia”.
• Progetto “Realizzazione di un portale lavoro PORLAV per la selezione di lavoratori immigrati non comunitari.
• Analisi di immagini finalizzate alla diagnosi di malattie cardiovascolari.
• Metodi matematici applicati a problemi di psicologia e medicina comportamentale.
• Corso di formazione per formatori della Regione Calabria.
• Corso di formazione sulla didattica della matematica per docenti in servizio nella scuola primaria.
• Corso di formazione sulla didattica della geometria per docenti in servizio nella scuola secondaria inferiore.
• Females in Atmospheric science Network: Probing and Modelling the Physical and Chemical Processes of the Atmosphere (FAN).
• Iniziativa Comunitaria Equal (agosto 2001).
• ERMES – Realizzazione di un sistema integrato di servizi di informatizzazione, di formazione e di supporto ad un Centro di Accoglienza per i lavoratori immigrati extracomunitari.
• Programma Girotondo I.
• Programma Girotondo II.
• Programma Girotondo III.
• Progetto Pitagora
• Progetto SCEPS
• Progetto valorizzazione beni culturali
• Progetto centro turistico a Crotone

Contatti con il territorio

Il L.A.M.I ha organizzato varie conferenze e convegni sul territorio su innovazione, sviluppo del territorio,globalizzazione, sanità,turismo,modelli di sviluppo, ecc. Ha sempre fortemente collaborato con le associazioni culturali ,gli enti locali e le istituzioni del territorio.
Hanno contribuito ad informare sulle varie attività svolte sul territorio dal LAMI
Varie riprese televisive ( Rai,Ten, ecc)
Annunci sui giornali locali quali:
• 28 aprile 1999, La provincia, “Lami, la ricerca matematica per gli ingegneri”.

• Anno 2000, Università della Studi della Calabria, “Alcune costruzioni relative al piano iperbolico”.

• 18 giugno 2002, La Provincia, “Applicazioni della matematica: qualche proposta”.

• 17 gennaio 2005, Il Domani Calabria, “Intervista alla professoressa Adelina Fabiano, docente di geometria all’ Unical”

Per il L.A.M.I sono state realizzate varie tesi di laurea fra le quali segnaliamo:

Facoltà di Ingegneria
• L’approvvigionamento idrico per il comune di Kiganda dalle sue fonti naturali.
• Analisi di multi risoluzione per lo studio dei segnali non stazionari
• Metodi di analisi tempo – scala – frequenza applicati a segnali sismici
• Risultanti sparsi e calcolo dei residui
• Un modello informativo per il turismo calabrese
• Il Piano Strategico: strumento per lo sviluppo socio-economico dell’area urbana. Confronto tra i Piani della città di Cuneo e della città di Catanzaro.
• Strategie di valorizzazione dei prodotti agroalimentari della Locride
• Innovazione e applicazione dell’ICT nel settore sanitario: l’eHealth come leva strategica per migliorare la governante del sistema

Facoltà di Economia
• La strategia di Lisbona
• La formazione a distanza come strumento di conoscenza e valorizzazione del turismo. Analisi ed utilizzo di una piattaforma e-learning orientata al turismo culturale
• Modelli turistici a confronto: prospettive di crescita per la città di Paola

Facoltà di Lettere e Filosofia
• Medusa
• La scatola magica

Inoltre, per il L.A.M.I sono state realizzate tesi di dottorato fra le quali:

• La scuola nel nuovo mondo della conoscenza e della complessità

Dottorato di ricerca
Il L.A.M.I (Laboratorio di Applicazioni della Matematica all’Ingegneria), forte di una precedente esperienza e nell’intento di fornire un contributo sia metodologico sia operativo alla risoluzione di questi problemi, ha attivato nell’anno accademico 2004-2005, un Dottorato di Ricerca dal titolo “Fondamenti Epistemologici della Ricerca Antropologica e Ingegneria della Complessità” (FERAIC).

Il bando di ammissione ha previsto la partecipazione di laureati delle più svariate discipline, nella profonda convinzione che l’esigenza di creare figure di alto profilo professionale per la risoluzione di problemi complessi passa obbligatoriamente attraverso un approccio transdisciplinare.

L’obiettivo strategico del Corso di Dottorato è di formare Progettisti sistemici, ossia figure professionali che, con le loro competenze, siano capaci di contribuire fattivamente all’elaborazione, all’implementazione, alla sperimentazione e alla gestione di progetti complessi. Si tratta di figure professionali sempre più richieste da istituzioni pubbliche e private e che implicano il saper operare in presenza di conoscenze disciplinari diverse – necessari e interagenti – abilitate ad intervenire concretamente in realtà non altrimenti accostabili, se non legando istanze plurali attualmente separate. Ciò risponde al diffuso bisogno di uscire da pratiche di intervento uni-dimensionali, parcellizzate e standardizzate secondo limitative visioni che rispondono più alla riduzionista ripetizione di programmi, che non all’innovativa elaborazione di progetti pluridimensionali. Un itinerario così concepito si propone di affrontare specifiche realtà complesse in relazione a bisogni emergenti che chiedono non scontate risposte: si deve apprendere a dare risposte culturalmente adeguate.

Il corso si articola in tre indirizzi, che intendono approfondire i contenuti e le tendenze delle principali discipline coinvolte:

• Discipline antropologiche e storia della evoluzione umana: in questa ottica, sono importanti le correlazioni con altri ambiti disciplinari e i temi che riguardano tale indirizzo vengono affrontati con strumenti della ricerca storico-critica, teorico-metodologica e progettuale
• Epistemologia e scienze della complessità: l’indirizzo di epistemologia del corso di dottorato intende costituire la strumentazione idonea per lo sviluppo di ricerche interdisciplinari e transdisciplinari nel campo dei sistemi complessi
• Sviluppo economico e scelte strategiche di specializzazione tematica: ricerche sullo sviluppo economico internazionale, sugli squilibri territoriali in Europa ed in Italia, sul ruolo delle istituzioni nello sviluppo locale, sulle determinanti dell’azione collettiva fra imprese e fra istituzioni