Piano Scientifico 2009-2011

Il piano scientifico dell’IIT per il periodo 2009-2011 è l’evoluzione del piano 2005-2008, che era un programma di ampia portata riguardante la Robotica Umanoide. In base al piano scientifico 2005-2008, il programma di Robotica Umanoide aveva un forte carattere interdisciplinare, con la fusione delle tecnologie umane e umanoidi attraverso lo sviluppo di tre piattaforme tecnologiche: Robotica, Neuroscienze, e Scoperta e Sviluppo di Farmaci (D3), supportate da alcune strutture per nano-biotecnologie (come scienza dei materiali, nanofabbricazione, chimica e biochimica, laboratori di microscopia elettronica, ecc.). Ogni piattaforma doveva sviluppare argomenti/compiti specifici in differenti unità di ricerca dell’IIT, come i Dipartimenti a Genova-Morego, o, in alcuni casi, le unità di ricerca esterne che formano la rete multidisciplinare di ricerca dell’IIT diffusa in tutto il Paese.

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Oggi l’infrastruttura di ricerca di Genova-Morego è completata. Essa si compone di più di 500 collaboratori di 30 Paesi diversi, che lavorano in una struttura di 25.000 metri quadrati dotata di laboratori all’avanguardia, distribuiti su tre dipartimenti di Robotica (Robotica, Cervello e Scienze Cognitive; Robotica avanzata; TeleRobotica e Applicazioni) e due dipartimenti orientati alle scienze della vita (Neuroscienze e Tecnologie del Cervello, e D3) e alcune strutture in comune che includono la camera pulita di nanofabbricazione, il laboratori di scienza dei materiali, di chimica, di biochimica, strutture per gli animali, microscopia elettronica, laboratori meccanici ed elettronici. La crescita del programma di Robotica Umanoide all’IIT è testimoniata dall’eccezionale sviluppo del robot iCub (vedi il filmato sulla pagina web), che fonde in maniera veramente unica il know how di ingegneria, neuroscienze a scienza dei materiali dell’Istituto.

The Robot Child


Il nuovo piano scientifico 2009-2011 è volto a consolidare le capacità acquisite dall’IIT nella fase iniziale, sviluppando alcune nuove piattaforme che sono strumentali all'evoluzione del programma di Robotica Umanoide e fornendo al contempo nuove opportunità di sostegno per soluzioni tecnologiche utili in molti campi diversi della vita quotidiana. Le nuove piattaforme rappresentano l’evoluzione naturale di quelle esistenti e nascono dall’idea di rendere iCub sempre più vicino all’essere umano, in particolare: attrezzare il robot con fonti di energia portatili ad alta efficienza, sviluppare materiali intelligenti con caratteristiche biomimetiche, studiare a fondo l’interazione tra nanosistemi artificiali e entità biologiche (come le cellule), in vista di future interconnessioni ma anche per valutare questioni relative alla sicurezza. Queste attività saranno supportate da un’attività di calcolo multiscala integrata. Sebbene ciascuno degli argomenti sopra indicati abbia logica e campi di applicazione specifici, proprio la loro combinazione e il loro sviluppo sinergico all’interno del programma di robotica umanoide costituiscono la grande sfida del piano scientifico dell’IIT per il periodo 2009-2011. Con riferimento allo schema indicato sopra, le piattaforme prioritarie del piano strategico 2009-2011 possono essere così identificate:
  1. Energia: fonti portatili di energia, celle solari plastiche, raccolta di energia, immagazzinamento di energia, scavenging di energia, tecnologie di celle a combustibile (derivanti dalla piattaforma di Robotica. Rilevanti per tecnologie autoalimentate);
  2. EHS (Ambiente, Salute, Sicurezza): interazione di nanosistemi con entità biologiche, in farmacologia, terapie e qualsiasi altro ambiente umano (derivanti dalla piattaforma di Neuroscienze, Scoperta e Sviluppo di Farmaci e dalle strutture di nanobiotecnologie. Rilevanti per futuri standard di sicurezza alla nanoscala attualmente individuata da tutti i paesi avanzati e di grande rilevanza per la valutazione della qualità in molti campi, come quelli di nuovi materiali, ambiente, farmacologia, alimenti e agricoltura, nuovi standard di sicurezza per le creature viventi e ambiente umano in presenza di nanosistemi);
  3. Materiali Intelligenti: nanocomposti leggeri, superfici intelligenti biocompatibili, interfacce sistemi viventi/sistemi inorganici, ingegneria di tessuti/fibre (derivanti dalla piattaforma di Robotica e dalle strutture nanobiotecnologiche. Rilevanti per futuri robot non metallici, per materiali a basso impatto ambientale, materiali biocompatibili, sensori di nuova generazione, ecc)
  4. 4D (Diagnostica, Sviluppo di Rilascio di Farmaci):questa è un’estensione e un completamento della piattaforma già esistente di Scoperta di farmaci (oggetto del lavoro del Dipartimento D3). Oltre alle attività D3, saranno sviluppati strumenti diagnostici avanzati, come chip per l’analisi genomica e proteomica, nanosonde magnetiche/fluorescenti multifunzione, nanotrasportatori per il rilascio in vivo dei farmaci, nanospettroscopie.
  5. Tecnologia di Calcolo Multiscala Integrata: sviluppo di modelli avanzati di sistemi complessi di interesse per le piattaforme sopra indicate.

L’implementazione del programma scientifico finora delineato richiederà le seguenti azioni:

1. Razionalizzazione dei laboratori condivisi e loro potenziamento con la creazione dei tre dipartimenti:

  • Nanofabrication (NAFA),
  • Nanochemistry (NACH),
  • Nanophysics (NAPH);

2. Creazione di 8 nuovi centri di ricerca IIT, dotati di strumentazione e personale proprio, presso altrettante istituzioni nazionali dedicate alla ricerca:

  • Center for Space Human Robotics: CSHR@POLITO - Torino, Politecnico di Torino
  • Center for Nano Science & Technology: CNST@POLIMI – Milano, Politecnico di Milano
  • ISI GenOmics Centre of Genomic Science: CGS@SEMM – Milano, IFOM-IEO-SEMM
  • Center for Neuroscience and Cognitive Systems: CNCS@UniTn – Trento, Università di Trento
  • Center for Nanotechnology Innovation: CNI@NEST – Pisa, Scuola Normale Superiore
  • Center for Micro-BioRobotics: CMBR@SSSA – Pisa, Scuola Superiore S. Anna
  • Center for Advanced Biomaterials for Health Care: CABHC@CRIB – Napoli, Università Federico II
  • Center for Biomolecular Nanotechnolgies: CBN@UniLe - Lecce, Università del Salento

3. Avvio di programmi di ricerca esplorativi (Progetti SEED) in collaborazione con altri istituti di ricerca

I dettagli sulle attività scientifiche da svolgere all’interno di ogni piattaforma sono esplicitati nel seguente Piano Scientifico