progetto

POLO DELLE SCIENZE E DELLE TECNOLOGIE
RICHIESTA DI FINANZIAMENTO PROGETTO DI RICERCA – ANNO 2010
PROGRAMMA FARO (Finanziamento per l’Avvio di Ricerche Originali)
1 – Area di interesse: 09-INGEGNERIA INDUSTRIALE
Settori di interesse SSD per la revisione del progetto:
ING/IND-31 - Elettrotecnica
ING/INF-04 – Automatica
Area del docente/ricercatore proponente
ING/IND-31 – Elettrotecnica
Aree dei docenti/ricercatori partecipanti
ING/IND-31 – Elettrotecnica
ING/INF-04 – Automatica
ING/INF-07 – Misure Elettriche ed Elettroniche
2 – Gruppo di Ricerca
Cognome
1 Baccigalupi
2 D’Arco
3 de Magistris
4 di Bernardo
5 di Bernardo
6 Garofalo
7 Manfredi
8 Pasquino
9 Petrarca
10 Santini
11 Serpico
Nome
Aldo
Mauro
Massimiliano
Diego
Mario
Franco
Sabato
Nicola
Carlo
Stefania
Claudio
Struttura
DIS
DIEL
DIEL
DIS
DIS
DIS
DIS
DIEL
DIEL
DIS
DIEL
Qualifica
PO
Ric
PA
Ric
PA
PO
Ric
Ric
Ric
Ric
PA
Settore Scientifico-disciplinare
ING/INF-07
ING/INF-07
ING/IND-31
ING/INF-04
ING/INF-04
ING/INF-04
ING/INF-04
ING/INF-07
ING/IND-31
ING/INF-04
ING/IND-31
3 – Ricercatori in formazione (assegnisti, dottorandi, specializzandi e altro)
1
2
3
4
5
Cognome
De Lellis
Hoyos Velasco
Liccardo
Liuzza
Quercia
Nome
Pietro
Carlos
Annalisa
Davide
Antonio
Struttura
DIS
DIS
DIEL
DIS
DIEL
Qualifica
Assegnista di Ricerca
Dottorando
Assegnista di Ricerca
Dottorando
Collaboratore (post-Doc), Docente incaricato
4 – Elenco delle pubblicazioni di ciascun componente il Gruppo di Ricerca dell’ultimo
triennio
vedi allegato in coda al documento
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5 – Responsabile Scientifico
de Magistris Massimiliano
Università di Napoli FEDERICO II, Dipartimento di Ingegneria Elettrica
Tel. 081 7683251, fax 081 2396897, e-mail [email protected]
6 – Strutture presso le quali si svolgerà la ricerca
1. Dipartimento di Ingegneria Elettrica
2. Dipartimento di Informatica e Sistemistica
7 – Dipartimento che curerà la gestione amministrativa e la rendicontazione finale del
Progetto
Dipartimento di Ingegneria Elettrica
8- Titolo specifico del Progetto (con almeno tre parole chiave)
Realizzazione di una piattaforma sperimentale su larga scala per la prototipazione di
strategie innovative per il monitoraggio, la sincronizzazione ed il controllo
di reti complesse di circuiti non lineari
Acronimo progetto “COS(RC2)”:
COntrollo e Sincronizzazione di Reti Complesse di Circuiti
Parole chiave
1. Synchronization, coupled oscillators
2. Complex networks
3. Nonlinear dynamics and nonlinear dynamical systems
4. Networked control systems
5. Chua’s circuit
6. Multichannel data acquisition
9 –Abstract del Progetto
(Max 2.500 caratteri)
La sincronizzazione delle dinamiche di reti di sistemi complessi interagenti (convergenza delle
traiettorie ad una sola “emergente”), ovvero il controllo delle stesse (convergenza ad una traiettoria
di riferimento imposta) sono al centro di un notevole e rinnovato interesse scientifico a causa della
molteplicità dei sistemi fisici che possono essere studiati secondo tale paradigma. In tal quadro sono
emerse feconde metodologie di analisi, tra le quali vanno annoverate certamente la Master Stability
Function, così come l’utilizzo della teoria della contrattivita’ dei sistemi dinamici, nonché
importanti contributi rivolti alle proprietà di robustezza della sincronizzazione in relazione a
parametri di tipo statistico caratterizzanti la topologia dell’interconnessione tra i singoli sistemi
interagenti.
A confronto della mole di risultati teorici, dal punto di vista sperimentale la letteratura
scientifica è decisamente più limitata, pur non mancando importanti validazioni su esempi specifici.
In particolare non è noto alcuno studio sperimentale sugli effetti della topologia di collegamento
sulla sincronizzazione (con significativi numeri di nodi), così come sugli effetti di strategie
dinamiche di configurazione della rete, laddove effetti di “clustering” e “small world” possono
diventare dominanti nelle dinamiche di sincronizzazione e controllo. Appaiono infine da sviluppare
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metodologie e procedure di misura per l'acquisizione ottimizzata di grandezze di interesse ai fini del
controllo e del monitoraggio di reti complesse.
Il progetto mira a realizzare una piattaforma generale che risponda ai paradigmi di scalabilità ad
elevati numeri di nodi, completa configurabilità dinamica delle topologie di interconnessione e
relativa automazione, acquisizione ottimizzata ed elaborazione “real time” dei segnali. Il gruppo
proponente possiede un’esperienza scientifica significativa sugli argomenti in oggetto, nonché su
realizzazioni prototipali di reti di circuiti di Chua studiate in questi anni presso il laboratorio di
Circuiti del Dipartimento di Ingegneria Elettrica. La piattaforma sperimentale, di per sé innovativa
rispetto a quanto attualmente riportato in letteratura, si pone come utilità di lavoro per l’unità di
ricerca del presente progetto, che sviluppando anche aspetti di teoria del controllo e della
sincronizzazione, andrà a disporre di uno strumento di validazione primario ai fini della
competitività della ricerca. Essa risulterà un utile strumento di validazione sia dei risultati teorici già
noti in letteratura, che di quelli che verranno sviluppati nel contesto del progetto, e che
riguarderanno l’analisi, il monitoraggio ed il controllo delle reti complesse in ambiente reale,
caratterizzato da non idealità e da rumore, testandone le potenzialità anche alla luce dei problemi
realizzativi, di misura e computazionali.
10 – Motivazioni della ricerca proposta e sua rilevanza in ambito nazionale e/o internazionale
(Max 3.000 caratteri)
La sincronizzazione nella dinamica di sistemi interagenti, ad esempio oscillatori accoppiati, è stata
un’inaspettata scoperta in natura, che ha generato un’importante filone di ricerca [1]. Se possibile
ancor più sorprendente è stato scoprire che si possono sincronizzare anche sistemi a dinamica
caotica [2]. L’interesse per l’argomento, inizialmente indirizzato verso applicazioni di crittografia,
si è rapidamente esteso a campi più generali quali le Cellular Neural Networks ed in generale i
sistemi complessi. Il World Wide Web, le reti elettriche di distribuzione dell’energia, le reti sociali
ed alcuni sistemi biologici possono, infatti, tutti essere visti come esempi di reti complesse, ovvero
di ensemble di sistemi dinamici lineari o nonlineari interconnessi [3].
Attualmente un grosso sforzo di ricerca è teso ad identificare alcuni parametri chiave in grado di
descrivere le caratteristiche salienti della struttura della rete e, definendone le proprietà
fondamentali da un punto di vista topologico, caratterizzare la relazione tra la topologia della rete e
la dinamica emergente, ai singoli nodi, degli agenti interconnessi. In tale contesto sono stati
recentemente definiti concetti ad hoc di sincronizzabilita’ e controllabilita’, in particolare
studiandone la dipendenza dalle proprieta’ topologiche della rete stessa [3], quali la distribuzione
del grado, la presenza di correlazione e la presenza di azioni di controllo ad hoc, come ad esempio il
cosiddetto controllo pinning [4].
Il notevole corpo di risultati teorici sull’argomento non è ancora seguito, nella recente
letteratura, da analisi sperimentali di adeguata completezza, pur non mancando importanti
validazioni su casi specifici. Ad esempio, per il caso (piuttosto significativo) di reti complesse con
circuiti di Chua come nodi, i principali risultati sperimentali in letteratura si riferiscono a numeri
molto bassi di nodi (2-3), o al massimo ad array regolari con una decina di nodi. Non è noto alcuno
studio sperimentale sugli effetti della topologia di collegamento sulla sincronizzazione di adeguate
dimensioni (che richiede più elevati numeri di nodi per essere significativa), così come gli effetti di
strategie dinamiche di collegamento dei nodi (anche ai fini del controllo adattativo).
Il presente progetto ha dunque come obbiettivo primario la realizzazione di una piattaforma
sperimentale, su larga scala e di tipo “general purpose”, per l’analisi e la validazione sperimentale
di strategie innovative di monitoraggio, sincronizzazione e controllo distribuito. Ciò andrà anzitutto
a colmare un gap in letteratura sulla validazione di modelli e tecniche esistenti, costituendo al tempo
stesso uno strumento di stimolo fondamentale per l’ulteriore sviluppo e l’innovazione degli
approcci esistenti.
La rilevanza del progetto è anzitutto testimoniata dal notevole interesse per tali tematiche nella
letteratura specializzata, come testimoniato dal crescente numero di pubblicazioni, e così come dai
contributi di qualificati gruppi di ricerca. La sua innovatività, invece, dalla assenza in letteratura di
confrontabili set-up sperimentali. Va infine sottolineato come parte dei ricercatori proponenti siano
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già coinvolti in collaborazioni su questi temi (come, ad esempio, con il Politecnico di Torino),
vantando esperienza già acquisita su prototipi in scala ridotta rispetto alla piattaforma che si
andrebbe a realizzare.
La ricerca proposta, di per sé notoriamente interdisciplinare, oltre a favorire la cooperazione tra
i diversi dipartimenti e aree coinvolte, andrebbe a posizionare la compagine ai vertici nel settore
anzitutto per la disponibilità di una piattaforma innovativa, favorendo inoltre il travaso di
competenze teoriche, sperimentali e misuristiche di punta.
11 – Stato dell’arte
(Max 3.000 caratteri)
I primi lavori sulla sincronizzazione di sistemi caotici sono stati incentrati su numeri piuttosto
bassi di oscillatori accoppiati; successivamente l’interesse si è andato orientando verso reti con
elevati numeri di sistemi nodo, con differenti configurazioni (topologie) di accoppiamento. La
questione principale riguarda lo studio delle condizioni che garantiscano, nelle diverse situazioni di
accoppiamento, una sincronizzazione completa ovvero l’emergere di modalità di sincronizzazione
più deboli (di fase, con ritardo, “bubbling”, a “cluster”). Un approccio abbastanza generale allo
studio della sincronizzazione “locale” in presenza di schemi di accoppiamento lineari è costituito
dalla Master Stability Function [5]. Risultati più generali di stabilità globale della dinamica
sincronizzata sono anche disponibili, così come l’utilizzo della teoria della contrattivita’ dei sistemi
dinamici [6]. Altri approcci partono dall’analisi di connettività del grafo della rete di
interconnessione per superare limitazioni legate a sistemi di ordine elevato e/o connessioni tempovarianti [7]. Esistono inoltre importanti contributi rivolti alle proprietà di robustezza della
sincronizzazione e del controllo in funzione di parametri di tipo statistico caratterizzanti la
topologia dell’interconnessione tra i singoli sistemi interagenti [3].
Dal punto di vista della validazione sperimentale la letteratura scientifica è decisamente più
limitata. Oltre ai classici lavori sulla sincronizzazione di coppie di sistemi caotici [8], più
recentemente sono state proposte implementazioni con numeri bassi di sistemi nodo [9], ovvero con
numeri più elevati ma topologie fissate [10]. Allo stato non sono noti risultati sperimentali sugli
effetti della topologia sulla sincronizzazione se non per reti di dimensione piccola [11], così come
sugli effetti di strategie dinamiche di collegamento dei nodi (anche ai fini del controllo adattativo),
ovvero analisi di robustezza rispetto alle incertezze parametriche nelle realizzazioni dei sistemi e
delle reti di collegamento.
[1] A. Pikovsky et al., “Synchronization. A universal concept in nonlinear sciences” Cambridge
University Press, 2001.
[2] L.M Pecora, L Carrol, Synchronization in chaotic system, Phys. Rev. Lett ,1990
[3] Boccaletti S. et al., Complex networks: Structure and Dynamics. Physics Reports, 424, 4-5,
2006.
[4] X. Li, et al., “Pinning a complex dynamical network to its equilibrium,” IEEE Trans. Circ. Sys.I. 2004, vol. 51, 2004.
[5] L.M. Pecora, L Carroll, “Master Stability Functions for Synchronized Coupled Systems”, Phys.
Rev. Letters, vol.80, n.10, 1998.
[6] P. De Lellis, et al., “Synchronization of Complex Networks via Adaptation, Contraction and
Evolution”, IEEE Circuits and Systems, Magazine, 10:64-82, 2010
[7] V.N. Belykh et. al, Connection graph stability methods for synchronized coupled chaotic
systems” Physica D, 2004.
[8] L.O. Chua et al., “Experimental chaos synchronization in Chua’s circuit” International Journal
of Bifurcation and Chaos, 2:705-708, 1992.
[9] C Posadas-Castillo et al., “Experimental realization of synchronization in complex networks
with Chuas’s circuits like nodes”, Chaos Solitons & Fractals, vol 40, n 4, 2009.
pag. 4 di 14
[10] A. Tar, et al., “Hardware implementation of a CNN architecture-based test bed for studying
synchronization phenomenon in oscillatory and chaotic networks”, Int. J. of Circuit Theory and
Applications, 37, 2009
[11] M. de Magistris, et al., “Synchronization of networks of non identical Chua circuits: analysis
and experiments” Accepted for ISCAS 2011.
12 – Descrizione dell’attività da svolgere e suoi obiettivi
(Max 6.000 caratteri)
Il progetto ha come obbiettivo primario la realizzazione di una piattaforma sperimentale su larga
scala e di tipo “general purpose” per l’analisi e la validazione di strategie innovative di
sincronizzazione e controllo distribuito su reti complesse di circuiti di Chua. Essa, oltre a costituire
in sé una sfida scientifica data la complessità del sistema, della sua gestione e controllo e per le
problematiche di acquisizione ed elaborazione dei dati, costituirà uno stimolo importante per lo
sviluppo metodologico e la concreta valutazione delle tecniche di misura dello stato della rete, della
sua sincronizzazione e controllo in contesti reali.
Contemporaneamente verranno sviluppati modelli in grado di descrivere l’intreccio tra le
dinamiche di evoluzione dei singoli sistemi che compongono la rete e quelle della topologia delle
interconnessioni, considerando anche link di tipo dinamico, estendendo la classica teoria della
stabilità di Lyapunov. Verranno studiate, inoltre, tecniche innovative di controllo delle reti basate
sul cosiddetto controllo pinning, prevedendone un’estensione di tipo adattativo ed evolutivo in cui il
controllore possa esercitare azioni di controllo adattativo e/o a commutazione su diversi nodi o link
della rete, modulando eventualmente l’efficacia dell’azione di controllo attraverso guadagni tempovarianti. Tutti i modelli e le tecniche studiate saranno dunque sviluppate in coerenza con la
piattaforma e con essa validati sperimentalmente.
La piattaforma sperimentale è concepita secondo i paradigmi:
-
sistemi nodo (circuiti di Chua) al tempo stesso semplici ma con dinamiche assolutamente
generali, direttamente settabili su soluzioni asintotiche periodiche, sub armoniche e caotiche
mediante controllo digitale;
rete di link controllata digitalmente per la definizione (anche dinamica) della
configurazione, direzione e peso dei link fra i nodi.
semplicità e robustezza dell’implementazione, con scalabilità a reti con relativamente elevati
numeri di nodi (32-64);
gestione automatica dell’acquisizione e processing dei dati su un elevato numero di canali,
ottimizzazione del processo di acquisizione, elaborazioni in tempo reale per la
determinazione di strategie di controllo evolutive ed adattative.
Per quanto riguarda i sistemi nodo (circuiti di Chua) l’implementazione seguirà l’esperienza
acquisita su prototipi già attualmente disponibili presso il Laboratorio di Circuiti del Dipartimento
di Ingegneria Elettrica. In particolare il circuito di Chua sarà realizzato tenendo conto del circuito
classico ad operazionali introdotto da Kennedy, in una realizzazione “inductor-less” (TorresAguirre). La peculiarità dell’implementazione sarà data da uno schema che consentirà di variare
opportunamente il principale parametro di biforcazione attraverso un set di resistori attivati tramite
switch digitali via interfaccia USB. I circuiti “nodo” verranno realizzati in schede con otto Chua
ciascuna, con processi di misura e selezione dei componenti al fine di ottenere incertezze molto
basse. Il modulo di 8 costituisce la base per l’incremento del numero di nodi che, come già
affermato, si prevede di portare a 64 nel corso del progetto.
Per quanto attiene invece alla rete di interconnessione tra i nodi, con una modalità analoga a
quanto descritto per i circuiti nodo, verranno realizzate schiere di resistori settabili via USB tramite
switch, così da poter definire il peso dei link resistivi per ogni possibile collegamento. Tramite
ulteriori switch ed amplificatori operazionali in configurazione a buffer, sarà possibile poi settare
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individualmente la presenza dei link tra i singoli nodi e la loro eventuale direzionalità. Va
sottolineata la complessità implementativa di una rete di interconnessione di questo tipo che
prevede, per un grafo “completamente connesso” un numero di link da gestire pari ad N(N-1)/2.
Si andranno infine a definire ed implementare metodologie per l'acquisizione multicanale di
grandezze di interesse, con scelta ottimale di parametri di misura quali frequenza di
campionamento, risoluzione in ampiezza, intervallo di acquisizione, in relazione all’incertezza
target, applicando anche tecniche di statistica inferenziale e progettazione degli esperimenti.
Al crescere della dimensione della rete, cresce il numero di segnali da gestire e aumentano le
difficoltà di implementazione sia delle tecniche di controllo innovative che del software di gestione
della piattaforma stessa. Pertanto nell’ambito del progetto si utilizzeranno microcontrollori ad
elevata precisione e frequenza di campionamento che permetteranno la gestione di cluster di nodi
della rete e l’implementazione di leggi di controllo innovative come quelle adattative
Le tecniche di controllo e sincronizzazione sviluppate saranno anzitutto studiate numericamente
con simulazione avanzata al calcolatore di reti di circuiti nonlineari con diverse topologie.
Attraverso l’uso della piattaforma sperimentale sviluppata si realizzerà inoltre una campagna di
prove sperimentali atte a verificare sia l’efficacia di predizione delle tecniche di analisi sia
l’implementabilità delle leggi di controllo sintetizzate. Inoltre si procederà alla valutazione
dell’effetto della topologia delle interconnessioni e delle incertezze parametriche sulla dinamica di
sincronizzazione e di controllo della rete.
Nell’ambito del progetto verrà allestito un sito web dedicato che agevolerà la circolazione delle
informazioni al gruppo di lavoro, darà visibilità al progetto ed ai risultati progressivamente ottenuti
verso l’esterno, consentirà a gruppi di ricerca esterni di accedere ai dati sperimentali per validare
risultati teorici.
Di seguito viene riportata l’articolazione temporale del progetto.
Mesi 0-2:
Mesi 0-10:
Mesi 2-8:
Mesi 4-10:
Mesi 8-15:
Mesi 10-18:
Mesi 6-18:
Definizione delle specifiche della piattaforma, set-up di misura ed acquisizione
dati, layout circuiti, definizione e predisposizione del materiale. Predisposizione
del sito web del progetto.
Studio di nuove metodologie di analisi, simulazione monitoraggio e controllo di
reti complesse
Realizzazione ed integrazione di 2 moduli da 8 nodi ciascuno, con
l’implementazione di configurazioni assegnate con link non direzionali, testing
del setup e validazione della teoria Master Stability Function sul set-up.
Realizzazione e test delle schede elettroniche per l’implementazione dei link
riconfigurabili in termini di presenza/assenza, direzione e peso, testing di
schemi di sincronizzazione Master/Slave
Assemblaggio incrementale della piattaforma fino alle dimensioni complete di
32-64 nodi. Integrazione dei moduli a microcontrollori con la piattaforma.
Validazione sperimentale e prototipazione delle strategie per la
sincronizzazione ed il controllo, proposte e studiate parallelamente sia
teoricamente che numericamente
Diffusione dei risultati conseguiti nel corso del progetto
13 – Risultati attesi e loro rilevanza in ambito scientifico
(Max 2.500 caratteri)
Il progetto è principalmente mirato, come illustrato in precedenza, a sviluppare per il Polo delle
Scienze e Tecnologie dell’Università di Napoli FEDERICO II una piattaforma interamente
innovativa per lo sviluppo di strategie per la sincronizzazione ed il controllo di sistemi su rete.
Pertanto la realizzazione, il testing e la messa in operazione completa della piattaforma, nonché la
condivisione su web dei risultati delle analisi con essa condotte costituiscono il primo fondamentale
risultato atteso del progetto. La disponibilità di una tale piattaforma sperimentale costituirà motivo
di aggregazione per i ricercatori coinvolti sulle tematiche del progetto, e auspicabilmente una
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importante base di partenza per future collaborazioni e progetti di ricerca, oltre a facilitare
l'ottenimento di ulteriori fondi di ricerca da altre fonti (MIUR, Unione Europea ecc).
Dal punto di vista scientifico la scelta di investigare reti generali di circuiti di Chua va
innanzitutto a innestarsi nel filone di ricerca relativo ai sistemi ipercaotici, alle Cellular Neural
Networks, e più in generale dello studio delle dinamiche non lineari. In realtà la completezza delle
dinamiche offerte dai sistemi nodo consente di immaginare tale struttura come prototipo e
paradigma di sistemi di natura anche molto diversa, come quelli di tipo biologico reti di
telecomunicazioni, o reti elettriche (smart grids).
In riferimento strettamente alla ricerca sulla sincronizzazione ed il controllo di sistemi
complessi, la disponibilità della piattaforma proposta consentirà l’evidenziazione e lo studio di
tipologie di sincronizzazione non completa (sincronizzazione di fase, con ritardo, “bubbling”, a
“cluster”), stimolando la produzione di modelli più realistici e di nuovi parametri per la definizione
della cifra di sincronizzazione.
Dal punto di vista della collocazione scientifica dei risultati è anzitutto prevedibile uno spazio
adeguato per la validazione di modelli esistenti in situazioni sperimentali ad elevati numeri di nodi e
con significative dipendenze dalla topologia dei collegamenti, così come per la validazione di
modelli che prevedano sistemi nodo non identici. Si prevede inoltre di sviluppare una
collaborazione con il Politecnico di Torino relativamente all’analisi di casi di reti con link di tipo
dinamico, e con il Politecnico di Milano con cui è già attiva una collaborazione sullo studio di reti
di sistemi discontinui.
In un contesto più strettamente di controllo uno spazio di rilievo sarà nello sviluppo di nuove
strategie e configurazioni per il controllo pinning, così come aspetti quali distribuzioni ottimali dei
pinners, minimizzazione delle energie utilizzate per il controllo etc., che, studiate teoricamente in
parallelo all’evolvere del progetto, potranno essere validate direttamente sulla piattaforma base
ovvero nella sua prevista evoluzione con l'integrazione di micro-controllori.
14 – Descrizione degli indicatori sulla base dei quali sarà possibile la valutazione in itinere ed
ex post dei risultati ottenuti
Si ritiene che l'impatto globale dei risultati conseguiti possa essere valutato in base ai seguenti
criteri:
-
verifiche sulla realizzazione della piattaforma sperimentale secondo il piano di lavoro
presentato, suo testing e messa in operazione, pubblicazione sul sito dello stato di avanzamento
del progetto e dei risultati delle campagne sperimentali;
-
presentazione dei risultati parziali a Congressi Internazionali, con revisione;
-
pubblicazione dei risultati delle diverse attività su riviste internazionali, con almeno tre revisori;
-
integrazione delle aree di ricerca coinvolte nel progetto, testimoniato da pubblicazioni
congiunte, organizzazione congiunte di meeting, seminari, workshop;
-
manifestazioni di interesse della comunità scientifica internazionale e nazionale per i risultati
ottenuti: citazioni, inviti ricevuti in sessioni speciali e/o numeri speciali di riviste per la
presentazione dei risultati ed organizzazione di sessioni speciali a congressi internazionali,
richieste ed attivazioni di collaborazioni, successivi progetti di ricerca.
pag. 7 di 14
15 – Costo complessivo del Progetto articolato per voci
Importo
Voce di spesa
Materiale inventariabile:
sistemi di acquisizione dati multi-canale USB a schede integrabili (fino a 128
canali contemporanei) (circa € 5000), oscilloscopio digitale per misure ad
elevatissima accuratezza (circa € 12000), computers per acquisizione ed
elaborazione dati, schede dedicate, computers per simulazioni numeriche, web
server, alimentatori stabilizzati, attrezzature generali da laboratorio
€ 26.000,00
(complessivamente circa € 9000).
Materiale di consumo e funzionamento:
quote forfettarie per spese amministrative, materiale di consumo di elettronica e
laboratorio (componenti elettronici, cavi, connettori) materiale di consumo di
cancelleria e di informatica.
Software, licenze e calcolo:
€ 8.400,00
licenze Labview (€ 1400) e Matlab con toolbox specifici alle esigenze del progetto
(€ 2400), licenze software di base per i calcolatori (€ 400)
Inviti di esperti (non oltre il 10% del costo del progetto):
€ 4.200,00
spese per seminari su invito di ricercatori esperti nel settore finalizzati anche
all’istituzione di collaborazioni scientifiche
Missioni:
€ 2.000,00
Costi per la partecipazione a conferenze e workshop nazionali ed internazionali per
presentazioni dei risultati, calcolati per 5 missioni nazionali e 4 all’estero
€ 11.500,00
con i segg. costi medi: Italia (2gg.) € 700, estero (3gg.) € 2000.
Pubblicazioni:
contributi alle pubblicazioni su riviste internazionali per lavori con pagine
€ 1.500,00
eccedenti quote.
Altre spese di tipologie diverse dalle precedenti (con relative specificazioni):
iscrizioni a convegni, forniture e realizzazioni di schede elettroniche “custom” su
specifiche del progetto, realizzazione di assemblaggi elettronici e di strutture
specifiche per la piattaforma sperimentale.
€ 6.400,00
€ 60.000,00
Totale
Le spese per missioni sono ammissibili purché funzionali all’attuazione del progetto.
Tutti gli importi devono essere espressi in Euro arrotondati alle centinaia
Firma del Responsabile Scientifico
Data 20 gennaio 2011
pag. 8 di 14
Allegato: Pubblicazioni dei componenti del gruppo di ricerca
Articoli su riviste scientifiche:
Area ING-IND-31
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
L. De Tommasi, M. de Magistris, D. Deschrijver, T. Dhaene, “An Algorithm for Direct Identification of Passive
Transfer Matrices with Positive Real Fractions via Convex Programming International Journal of Numerical
Modelling: Electronic Networks, Devices and Fields, DOI: 10.1002/jnm.784, 2010.
M. d'Aquino M, C. Serpico, R. Bonin, G. Bertotti, I.D. Mayergoyz,"Micromagnetic analysis of injection locking in
spin-transfer nano-oscillators" PHYSICAL REVIEW B, 82 (6): Art. No. 064415 AUG 13 2010
M. Kuepferling, C. Serpico, M.R. Pufall, W.H. Rippard, T.M. Wallis, A. Imtiaz, P. Krivosik, M. Pasquale, P.
Kabos, "Two modes behavior of vortex oscillations in spin-transfer nanocontacts subject to in-plane magnetic
fields" APPLIED PHYSICS LETTERS, 96 (25): Art. No. 252507 JUN 21 2010
I.D. Mayergoyz, C. Serpico, G. Bertotti, "On Stability of Magnetization Dynamics in Nanoparticles" IEEE
TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 46 (6): 1718-1721 JUN 2010
W.H. Rippard, A.M. Deac, M.R. Pufall, J.M. Shaw, M.W. Keller, S.E. Russek, G.E.W. Bauer, C. Serpico, "Spintransfer dynamics in spin valves with out-of-plane magnetized CoNi free layers" PHYSICAL REVIEW B, 81 (1):
Art. No. 014426 JAN 1 2010
D.P. Ansalone, C. Ragusa, M. d'Aquino, C. Serpico, G. Bertotti, "Numerical Solutions of the Fokker-Planck
Equation for Magnetic Nanoparticles" IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 45 (11): 5216-5219 Part 2
NOV 2009
C. Serpico, M. d'Aquino, G. Bertotti, I.D. Mayergoyz, "Analytical Description of Quasi-Random Magnetization
Relaxation to Equilibrium" IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 45 (11): 5224-5227 Part 2 NOV 2009
C. Serpico, R. Bonin, G. Bertotti, M. D'Aquino, I.D. Mayergoyz, "Theory of Injection Locking for Large
Magnetization Motion in Spin-Transfer Nano-Oscillators" IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 45 (10):
3441-3444 Sp. Iss. SI OCT 2009
R. Bonin, G. Bertotti, C. Serpico, M. D'Aquino, I.D. Mayergoyz, "Magnetic-Field-Driven Ferromagnetic
Resonance in Spin-Transfer Devices" IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 45 (10): 3445-3448 Sp. Iss. SI
OCT 2009
C. Ragusa, M. d'Aquino, C. Serpico, B. Xie, M. Repetto, G. Bertotti, Ansalone D.P., "Full Micromagnetic
Numerical Simulations of Thermal Fluctuations" IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 45 (10): 3919-3922
Sp. Iss. SI OCT 2009
M. d'Aquino, C. Serpico, G. Bertotti, I.D. Mayergoyz, R. Bonin, "Nonlinear Resonant and Chaotic Dynamics in
Microwave Assisted Magnetization Switching" IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, 45 (10): 3950-3953
Sp. Iss. SI OCT 2009
M. d'Aquino, C. Serpico, G. Miano, C. Forestiere, "A novel formulation for the numerical computation of
magnetization modes in complex micromagnetic systems" JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 228
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C. Forestiere, G. Miano, C. Serpico, M. d'Aquino, L. Dal Negro, "Dipolar mode localization and spectral gaps in
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