Descrizione previsione attività della commessa "Metodi e strumenti di Calcolo Evolutivo e loro applicazione a modellazione e ottimizzazione in Sistemi Complessi (ICT.P11.012)"

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  • Descrizione previsione attività della commessa "Metodi e strumenti di Calcolo Evolutivo e loro applicazione a modellazione e ottimizzazione in Sistemi Complessi (ICT.P11.012)" (literal)
Iniziative per acquisizione entrate
  • Per l'acquisizione di ulteriori entrate si prevede la partecipazione, con iniziative progettuali sottomesse in forma singola o aggregata, agli eventuali bandi regionali, nazionali e internazionali, inerenti a tematiche di ricerca strettamente legate alle competenze presenti all'interno della commessa. Si prevede poi di partecipare a progetti esterni già approvati e in cui l'ICAR svolga un ruolo, laddove venga richiesta la presenza di competenze legate a ottimizzazione, modellizzazione e previsione. Ad esempio progetti in ambito medico o che richiedano strumenti di mapping e load balancing per griglie e cloud computazionali richiedono tipicamente queste competenze. Inoltre la collaborazione con l'IPI – PAN e il LifL-CNRS consente di poter entrare nella loro rete di collaborazioni internazionali che comprende enti francesi e rumeni, così da poter costituire una base per la presentazione di proposte internazionali. E' importante la capacità di mettere a sistema le competenze specifiche dei partecipanti alla presente commessa per completare la varietà di competenze interdisciplinari necessarie affinchè l'ICAR possa proporsi come partner competente in progetti multidisciplinari. Si ritiene infine importante un'attività di promozione verso l'esterno delle proprie competenze, così da poter trovare ulteriori campi di applicazione delle metodologie oggetto di studio. (literal)
Punti critici
  • A tal proposito, nel 2014 è prevista la prosecuzione della partecipazione dei membri della commessa al progetto ORganization of Cultural HEritage for Smart Tourism and Real-time Accessibility (OR.C.HE.S.T.R.A.), approvato nell'ambito delle proposte PON - Smart Cities. La quota ICAR prevista è pari a circa 220.000 euro per la parte di ricerca e sviluppo. Ciò dovrebbe garantire un minimo di finanziamenti. Oltre a ciò, nell'attività da svolgere per il 2015 si prevede di intraprendere iniziative allo scopo di partecipare alla proposizione di iniziative progettuali in risposta a specifici bandi regionali, nazionali e internazionali sulle tematiche oggetto di ricerca nella presente commessa. Si prevede poi di partecipare a progetti esterni già approvati e in cui l'ICAR svolga un ruolo, laddove venga richiesta la presenza di competenze legate a ottimizzazione, modellizzazione e previsione. Ad esempio progetti in ambito medico, o sulla implementazione di meccanismi di mapping e load balancing per griglie e cloud computazionali richiedono tipicamente queste competenze. Un altro punto critico può essere costituito dall'importanza di ottenere dati relativi a problemi reali, in modo tale che i tool vengano validati su problemi reali. Questo problema è presente in maniera particolare per la validazione dei sistemi di supporto alle decisioni, con riferimento specifico ai dati provenienti dall'ambito medico. In generale ciò richiede la capacità di entrare in contatto con aziende o enti in possesso di tali dati. Sempre con riferimento ai Sistemi di Supporto alle Decisioni va rilevato che i set di regole relativi ad una certo database dovrebbero essere forniti da medici, ma non è sempre facile ottenerli. Un ulteriore possibile punto critico è costituito dall'importanza di avere a disposizione giovani validi da inserire in queste tematiche. Ciò è legato alla possibilità di fondi esterni per borse di studio, assegni di ricerca e, più in generale, per ulteriori risorse umane. (literal)
Attività da svolgere
  • Le attività da svolgere riguarderanno la prosecuzione di filoni di ricerca già presenti nel corso del 2014. Andando nel dettaglio, esse sono costituite da: – lo sviluppo di tecniche di machine learning basate su Algoritmi Evolutivi per l'elaborazione dei dati per ottimizzazione, previsione e rule discovery; – lo sviluppo, la sperimentazione e la valutazione di versioni parallele e distribuite delle tecniche su indicate mediante problemi test noti in letteratura; – il reperimento di dati reali, provenienti dall'ambito medico, su cui poter eseguire i suddetti algoritmi; - il miglioramento dello strumento di mapping in griglie e cloud computazionali, e la sua validazione mediante l'esecuzione di programmi tipici, sia TIG che DAG, avvalendosi anche degli strumenti hardware e software messi a disposizione dai partner polacchi e francesi - il miglioramento del prototipo per il range image registration, per ottenere una registrazione di più di due immagini in un unico passo, così da velocizzare la ricostruzione 3D dell'oggetto - la progettazione e l'implementazione di un prototipo di sistema di guida turistica elettronica personalizzata per i turisti dell'area del centro storico di Napoli. Ciò richiederà una scelta attenta dell'algoritmo evolutivo più adatto in termini da un lato di velocità nella risposta e leggerezza nell'esecuzione, e dall'altro di efficacia nell'individuazione di un tour ottimo o subottimo e di robustezza rispetto alla stocasticità dell'algoritmo stesso - la valutazione della bontà della classica metodica per implementare un algoritmo distribuito di Differential Evolution, ossia l'impiego di N sottopopolazioni con gli stessi operatori evolutivi e gli stessi parametri evolutivi, confrontata con un approccio in cui ogni sottopopolazione è caratterizzata da propri operatori e propri set di parametri evolutivi. Un confronto può essere basato su un insieme di classiche funzioni test multivariabile - la ulteriore validazione del modello di Differential Evolution distribuito basato su invasioni (IDEA) su un ampio insieme di problemi test mediante confronto delle sue prestazioni con quelle di altri algoritmi presenti in letteratura. - l'introduzione di ulteriori algoritmi distribuiti di Differential Evolution basati sulla variazione dei tipici parametri F e CR sia al variare della sottopopolazione considerata sia al variare del tempo. Si investigherà anche la possibilità di effettuare questa variazione mediante leggi di tipo caotico. Ovviamente, anche nel corso del 2014 sarà fondamentale l'attività di diffusione dei risultati ottenuti mediante pubblicazioni in riviste internazionali e a conferenze internazionali. (literal)
Risultati attesi
  • I risultati attesi nell'anno comprendono l'implementazione di prototipi basati su algoritmi evolutivi per la previsione di serie temporali, per la classificazione e l'ottimizzazione multivariabile e questo anche per problemi multiobiettivo e vincolati. Particolare attenzione verrà posta a tool che consentano di implementare sistemi di supporto alle decisioni, sia monoobiettivo che multiobiettivo. Si prevede di validare l'efficacia e l'efficienza di questi tool su dati reali provenienti dall'ambito medico. Si vuole poi determinare l'efficacia e l'efficienza dell'ottimizzatore distribuito basato su Differential Evolution e invasioni (IDEA) nei confronti degli altri sistemi presenti in letteratura. Particolare impegno sarà posto a riguardo sopratutto nel miglioramento del prototipo basato su algoritmo evolutivo e in grado di affrontare il problema dell'allocazione ottimale, anche multiobiettivo, di task componenti un'applicazione parallela sui nodi di una griglia computazionale o di un cloud computazionale. Si prevede di effettuare un confronto dei risultati ottenuti per l'allocazione di applicazioni basate su TIG e su DAG con quelli forniti da altri algoritmi solitamente impiegati per questi problemi. Altro risultato atteso è costituito dalla documentazione e dalla diffusione di quanto su esposto attraverso la pubblicazione di articoli scientifici su riviste e conferenze internazionali di riferimento per il settore, alcune delle quali a firma congiunta con i ricercatori dell'IPI – PAN e del LifL-CNRS. Si attende poi la realizzazione di un sistema per il range image registration in grado di effettuare la registrazione simultanea di più immagini. Se ne prevede la validazione avvalendosi di immagini test rilevate in letteratura o in ambito medico. Inoltre si attende di completare la progettazione di un prototipo di guida turistica elettronica personalizzata mediante la definizione di tutti I suoi dettagli, e di effettuarne la relativa implementazione. Ciò richiederà l'opportuno interfacciamento con le basi di dati che verranno fornite dai parner nell'ambito del progetto ORCHESTRA. (literal)
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