Ente erogante il finanziamento: MIUR - PRIN2015
Responsabile scientifico (dell’unità UNICUSANO): Prof. Riccardo Panciroli

Project Description: Overarching objective of this project is developing and characterizing innovative smart structures which can either serve as conductors, energy harvesters, or selectively modulate their shape (shape morphing) by combining innovative piezoelectric materials with SMAs to form a new class of smart structural composites.

Objectives: Final effort of this project is not only the development of innovative smart composite materials, but also the development of prototypal energy harvester and shape morphing structures to assess their effective smart capabilities. The proper development of such a technology involves a broad range of expertise. First, the development, optimization, and characterization of such smart composite materials. Second, the formulation of tools capable of predicting the complex thermo-electro-mechanical behaviour of the envisioned structures to aid the optimization of their design. Third, the development of mechatronic techniques for the autonomous implementation of the morphing process, which passes through the creation of a robust control policy capable of selectively actuate the morphing structure as a function of its application. The project aims developing such smart structures by integrating shape memory alloys and innovative piezoelectric nanofibers into a composite laminate at the production stage. The potential impact and importance of these goals on materials science, and for a wide spectrum of industrial applications, high-tech industry, and finally in actuating and sensing technology is indeed of extreme interest.

Partner:

• Università di Bologna,
• Università della Calabria,
• Università di Modena e Reggio Emilia,
• Università di Parma

Financial support: Total nominal financial support € 618.000  (100.000 Euro Unicusano)
Start date: 07.02.2017
End date: 07.02.2020

Ente erogante il finanziamento: MIUR - PRIN2015
Responsabile scientifico (dell’unità UNICUSANO): Prof. Riccardo Panciroli

Descrizione progetto: Il progetto ha l’obiettivo di sviluppare delle strutture “intelligenti”, capaci cioè di svolgere delle funzioni innovative oltre alla loro caratteristica intrinseca di resistenza strutturale. Esempi di caratteristiche intelligenti di un componente sono ad esempio la capacità di modificare la forma, di servire come sensore (di vibrazioni ad esempio), di assorbire e immagazzinare energia.

Finalità: Parte del progetto riguarda lo sviluppo di membrane piezoelettriche ad alta densità di energia integrabili all’interno di laminati in materiale composito (fibra di carbonio ad esempio) in fase di produzione. . Queste verranno utilizzate per conferire alle strutture la capacità di assorbire energia dalle vibrazioni strutturali, così come attribuirgli capacità sensoristiche, come ad esempio la capacità di sapere se la struttura è stata danneggiata, e in quale punto. Nel progetto vengono inoltre studiate le possibilità di creare strutture capaci di mutuare la loro configurazione mediante stimoli elettrici o termici, tramite l'introduzione di leghe a memoria di forma al loro interno.

Altri Partner Progetto:

• Università di Bologna,
• Università della Calabria,
• Università di Modena e Reggio Emilia,
• Università di Parma

Contributo totale del progetto:
Valore nominale del progetto €618.000 (100.000 Euro Unicusano)
Data inizio: 07.02.2017
Data fine: 07.02.2020

Funding body: MIUR
Scientific Coordinator: Prof. Laura Tribioli

Project description: Development of an integrated compact hybrid powertrain for city cars, with a turbocharged gasoline engine, an electric machine and a continuously variable transmission. An innovative supercharging system will be designed and implemented: turbine and compressor will be mechanically decoupled, so as to independently optimize their operation. Data retrieved from testing will be used in a model of the entire vehicle to design an efficient supervisory controller for the energy management.

Purpose: Realization of an independent, compact, powertrain, optimized both at component and system levels; Utilization of the distributed drive concept, which enables usage of the same powertrain components for a variety of light passenger cars.
Results: Innovative usage of high performance cars inherited energy recovery systems, such as turbocompounding and KERS, in city cars; Demonstration of performance increase with respect to the original powertrain.

Partnership:

• Università degli Studi di Roma Tor Vergata,
• Università degli Studi di Perugia,
• Università degli Studi della Tuscia,
• Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale,
• Università degli Studi di Roma La Sapienza

Budget: 135371 €
Start date: giugno 2019
End date: giugno 2022

Ente erogante il finanziamento: MIUR
Responsabile scientifico (dell’unità UNICUSANO): Prof. Laura Tribioli

Descrizione progetto: Sviluppo di un powertrain ibrido compatto per city car, con un motore a benzina turbocompresso, una macchina elettrica e una trasmissione a variazione continua. Un innovativo sistema di sovralimentazione sarà progettato e implementato: turbina e compressore saranno disaccoppiati meccanicamente, per ottimizzarne il funzionamento. I dati ottenuti da test al banco verranno utilizzati per modellare l'intero veicolo e progettare un efficiente sistema di controllo per la gestione energetica a bordo.

Obiettivo: Realizzazione di un propulsore compatto e ottimizzato sia a livello di componenti che di sistema, che possa essere indipendente dall’applicazione così da poterlo utilizzare in una varietà di autovetture leggere.
Risultati: Uso innovativo nelle city car di sistemi di recupero di energia ereditati dai veicoli ad alte prestazioni, come il turbocompounding e il KERS; Aumento delle prestazioni rispetto al powertrain originale, non modificato e ottimizzato.

Altri Partner Progetto:

• Università degli Studi di Roma Tor Vergata,
• Università degli Studi di Perugia,
• Università degli Studi della Tuscia,
• Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale,
• Università degli Studi di Roma La Sapienza

Budget complessivo: € 135371
Data inizio: settembre 2019
Data fine: settembre 2022

Funding body: MIUR
Scientific Coordinator of the Unicusano unit: Prof. Alessio Monti

Project description: The recent advances in electromagnetic (EM) metamaterials are having a dramatic impact in radio & communication engineering. In this framework, invisibility cloaks are certainly one of the most exciting discoveries, opening the door to intriguing unprecedented possibilities. Building upon the cloaking ideas we have pioneered and developed, we propose a new generation of intelligent antenna systems equipped with unique functionalities, as well as suitable and innovative design methodologies and reconfiguration strategies.

Purpose: Advancing the current state-of-the-art of cloaking metasurfaces, achieved by breaking their passivity and reciprocity, we will demonstrate the following major breakthroughs:

• making antennas invisible one to the other (with a dramatic impact in the design of dense radio platforms for terrestrial and satellite applications);
• designing invisible sensors able to detect an external EM field without disclosing their presence (allowing an almost perfect resolution in imaging, sensing, measurement systems, and furtive sensing of the surrounding environment);
• making antennas in fast motion radiating as they were at rest, annulling the Doppler effect (with dramatic impact in communications for fast moving platforms, such as trains, planes, etc.).

Results: Design of innovative antenna and radiating systems equipped with unprecedented functionalities.

Partnership:

• ROMA TRE University,
• University of TRENTO

Budget complessivo: 631.389 €
Budget Unicusano: 121.772 €
Starting date: January, 2020
Ending date: January, 2023

Ente erogante il finanziamento: MIUR
Responsabile scientifico (dell’unità UNICUSANO):  Prof. Alessio Monti

Descrizione progetto I recenti sviluppi nel campo dei metamateriali elettromagnetici stanno avendo un impatto importante nella moderna ingegneria delle telecomunicazioni. In questo contesto, i dispositivi di invisibilità elettromagnetica - ambito in cui i proponenti sono tra i principali esponenti internazionali - rappresentano uno delle scoperte più rilevanti poiché spalancano la strada a possibilità progettuali senza precedenti. Lo scopo di questo progetto è quello di proporre una nuova generazione di sistemi d’antenna intelligenti dotati di funzionalità uniche.

Finalità: In particolare, avanzando lo stato dell’arte, dimostreremo i seguenti breakthroughs:

•  Rendere due antenne invisibili reciprocamente (con un impatto importante nel progetto delle moderne piattaforme radio – sia terresti che satellitari)
• Progettare sensori invisibili elettromagneticamente in grado di rilevare un campo esterno senza rivelare la propria presenza
• Ripristinare il corretto funzionamento di un’antenna in rapido movimento, annullando l’effetto Doppler (con un impatto considerevole nel progetto di sistemi di telecomunicazione delle moderne piattaforme a movimento rapido).

Risultati: Progetto di antenne e sistemi radianti innovativi equipaggiati con funzionalità senza precedenti.

Altri Partner Progetto:

• Università degli Studi ROMA TRE
• Università di TRENTO

Budget complessivo: 631.389 €
Budget Unicusano: 121.772 €
Data inizio: gennaio 2020
Data fine: gennaio 2023

Funding body: MIUR
Scientific Coordinator (research unit): Prof. Mirko Barbuto (https://ricerca.unicusano.it/author/mirko-barbuto/)

Project description: Cyber-physical systems are advanced engineering frameworks where sensing and intelligent systems compenetrate advanced actuator hardware to obtain systems that can act, sense, learn and re-adjust. A key element of all cyber-physical systems is the “awareness” level: the capacity acting, understanding, interacting and reacting with the surroundings. Although some strategies to inject intelligence in EM systems can be found, their capacity of interact among themselves in fluid and compenetrated way is still away from grasp and an elusive goal, considered by many a major open problem and a holy grail of the discipline. This proposal’s goal is to tackle this challenge. Our major goal is to substantially raise the awareness of EM systems by a primal artificial intelligence which will learn from the environment and, re-calling a dual intelligent system which will invoke a new generation of real-time forward predictors, finally adjust the electromagnetic hardware platform. The overall strategy is based on a new interlaced couple of intelligent loops, which will form a unique and deeply innovative way of conceiving, designing and building electromagnetic sensing structures. This aware way of EM sensing will be legitimately called vision, an EMvision.

Purpose: The objective of the EMvisioning project is the development of an innovative electromagnetic (EM) system characterized by an hardware/software platform able to integrate and seamlessly execute the fundamental operations of a CPS devoted to the environmental sensing and reconstruction (i.e., ‘vision’) of the scenario, as well as, to the reconfiguration of the sensing interface by means of artificial intelligence (AI). Examples of applicative frameworks in which CPS are expected to play a fundamental role in the near future are related to the autonomous driving, robotics, industry 4.0, indoor navigation, biomedical theranostics, and security.

Results: With the development of the EMvisioning Project, the 4 Research Units (RU) involved in the research activities are intended to the achievement of ambitious advances in the state-of-the-art knowledge in the following four Applied-Electromagnetics sectors:

1. sensor design and reconfiguration;
2. hardware platform modeling and actuation;
3. forward accelerated modeling and simulation;
4. real-time EM inverse scattering and vision.

Partnership: Università degli Studi di Trento, Politecnico di Torino, Università degli Studi “Mediterranea” di Reggio Calabria

Budget: 424.434 Euro (Cusano: 93.941 Euro)
Starting date: 27.01.2020
Ending date: 27.01.2023

Ente erogante il finanziamento: MIUR
Responsabile scientifico (unità di ricerca): Prof. Mirko Barbuto

Decrizione del progetto: I sistemi cyber-fisici (CBS) sono strutture ingegneristiche avanzate in cui il rilevamento e i sistemi software operano in maniera congiunta con l'hardware dell'attuatore per ottenere sistemi in grado di agire, rilevare, apprendere e riconfigurarsi. Un elemento chiave di tutti i sistemi cyber-fisici è il livello di "consapevolezza": la capacità di agire, comprendere, interagire e reagire con l'ambiente circostante. Sebbene siano state sviluppate strategie per introdurre intelligenza nei sistemi elettromagnetici (EM), la capacità di interagire tra loro in modo fluido e compenetrato è ancora lontana dall’essere raggiunta, ed è considerata da molti come un importante problema aperto. L'obiettivo del progetto è affrontare questa sfida. In particolare, l’obiettivo principale è aumentare sensibilmente la consapevolezza dei sistemi EM attraverso un'intelligenza artificiale primaria che imparerà dall'ambiente circostante e sarà in grado di adattarsi alle condizioni operative grazie ad un’interfaccia elettromagnetica altamente riconfigurabile.

Finalità: L’obiettivo del progetto è lo sviluppo di un innovativo sistema elettromagnetico (EM) caratterizzato da una piattaforma hardware/software in grado di integrare ed eseguire le operazioni fondamentali di un CPS dedicato al rilevamento e alla ricostruzione ambientale (i.e. "vision") dello scenario, nonché alla riconfigurazione dell’interfaccia di rilevamento mediante intelligenza artificiale (AI). Esempi di scenari applicativi in cui si prevede che i CPS giocheranno un ruolo fondamentale nel prossimo futuro sono legati alla guida autonoma, alla robotica, all'industria 4.0, alla navigazione interna, alla teranostica biomedica e alla sicurezza.

Risultati: Con lo sviluppo del progetto, le quattro unità di ricerca coinvolte mirano ad ottenere ambiziosi miglioramenti nello stato dell’arte dei seguenti settori dell’elettromagnetismo applicato:

1. Progetto e riconfigurazione di sensori;
2. Modellazione e attuazione della piattaforma hardware elettromagnetica;
3. Modellazione e simulazione di tipo forward;
4. Invers-scattering e visione EM in tempo reale.

Altri Partner del Progetto: Università degli Studi di Trento, Politecnico di Torino, Università degli Studi “Mediterranea” di Reggio Calabria

Contributo totale del progetto: 424.434 Euro (Cusano: 93.941 Euro)
Data inizio: 27.01.2020
Data fine: 27.01.2023

Financing body: MIUR
Local Scientific coordinator (UNICUSANO): Eng. Silvia Di Francesco

Staff UNICUSANO: Eng. Daniele Chiappini
Start date: 14.02.2017
End date: 14.02.2020

Project description: The project addresses the fluid-structure interaction in impulsive events in free surface flows. We are developing a theoretical-numerical-experimental methodology gathering the partners experience in: fluid dynamics simulation techniques, dynamic modeling of structures with FEM, experimental techniques for the water entry problems and Fiber Bragg Grating (FBG) sensors for strain measurements. Applications: hull slamming, interaction breaking waves – hydraulic structures, energy harvesting.

Project Partners

• Università per Stranieri di Perugia (PI- National Coordinator, prof. Chiara Biscarini)
• Università di Perugia
• Università La Tuscia
• Università Tor Vergata
• Università Niccolò Cusano

Project Cost: 488496 Euro (68000 Euro UniCusano)
Miur Research Grant: 396000 Euro (64000 Euro Unicusano)

link: https://www.unistrapg.it/it/nemesis

Ente erogante il finanziamento: MIUR
Responsabile scientifico (dell’unità UNICUSANO): Ing. Silvia Di Francesco

Staff UniCusano: ing. Daniele Chiappini
Data inizio: 14.02.2017
Data fine: 14.02.2020

Descrizione progetto:  Il progetto studia l'interazione fluido-struttura per eventi impulsivi in flussi a superficie libera attraverso una metodologia teorico-numerico-sperimentale che raccoglie l'esperienza dei partner in: tecniche di simulazione fluidodinamica, modellazione dinamica di strutture con FEM, tecniche sperimentali per i problemi di impatto in acqua e per le misure di deformazione tramite sensori FBG.
Applicazioni: ottimizzazione scafo delle navi, interazione onde - strutture idrauliche, fenomeni di sloshing all’interno di serbatoi.

Altri Partner

• Università per Stranieri di Perugia (coordinatore nazionale – prof. Chiara Biscarini)
• Università di Perugia
• Università La Tuscia
• Università Tor Vergata
• Università Niccolò Cusano

Costo totale Progetto: 488496 Euro (68000 Euro UniCusano)
Contributo Miur per ricerca: 396000 Euro (64000 Euro Unicusano)

link: https://www.unistrapg.it/it/nemesis