Automatica - Sistemi di Controllo, Ottimizzazione e Robotica

Il gruppo di ricerca Automatica – Sistemi di Controllo, Ottimizzazione e Robotica (ACSOR) del DET – Politecnico di Torino è un team multidisciplinare impegnato nello studio teorico e nelle applicazioni del controllo dei sistemi dinamici, dell’automazione, dell’ottimizzazione, della robotica e della data science.
Le attività del gruppo si articolano attorno a quattro pilastri principali, che riflettono la varietà delle competenze scientifiche presenti al suo interno.

- Sistemi di controllo e automazione. Il gruppo svolge attività di ricerca teorica e applicata nella progettazione di controlli model-based e data-driven per sistemi lineari e non lineari. Tra i principali temi di interesse rientrano il Model Predictive Control (MPC) nonlineare avanzato, l’analisi e il controllo di sistemi ibridi, a commutazione e stocastici, la progettazione di osservatori e la teoria dei giochi dinamici. Tali metodologie trovano applicazione in contesti ad elevata complessità, tra cui l’aerospazio (controllo di veicoli spaziali e quadrotori), l’automotive (dinamica dei veicoli, flotte autonome, controllo delle emissioni di motori diesel e del powertrain di veicoli ibridi) e l’ingegneria biomedica (controllo di sistemi glucosio-insulina e di popolazioni cellulari).

- Ottimizzazione e data science. Attraverso strumenti matematici avanzati, il gruppo sviluppa attività di ricerca nella teoria dell’ottimizzazione robusta, nella gestione dell’incertezza, nella teoria dell’ottimizzazione a scenari e nell’ottimizzazione di sistemi complessi, nonché nelle relative applicazioni ingegneristiche. Un’attenzione particolare è dedicata all’intersezione tra machine learning, ottimizzazione e teoria del controllo, con applicazioni in ambiti quali la modellazione, l’identificazione e il controllo di sistemi complessi, la finanza computazionale, l’ottimizzazione di portafoglio, la smart mobility, la logistica, lo scheduling, i fenomeni di contagio da default e, più in generale, i sistemi decisionali.

- Robotica industriale, mobile e di servizio. Il gruppo sviluppa soluzioni robotiche avanzate per la manifattura innovativa e per operazioni autonome. Le attività di ricerca includono lo studio di soluzioni collaborative tra robot e operatori umani, con particolare riferimento ad applicazioni basate sull’impiego di manipolatori e agenti mobili. Vengono inoltre sviluppati approcci per la navigazione autonoma e sicura, con ottimizzazione della posizione per massimizzare la manipolabilità e l’efficienza nel raggiungimento di più obiettivi. Nel contesto della robotica mobile e di servizio, il gruppo si occupa anche di pianificazione del moto (path planning) e coordinamento di squadre di agenti mobili, inclusi sistemi multi-UAV per applicazioni nelle smart city. Ulteriori ambiti di interesse comprendono lo sviluppo di soluzioni robotiche per applicazioni quali sorveglianza, sicurezza, assistenza alla persona e agricoltura automatizzata.
Il gruppo svolge inoltre attività di ricerca sulla definizione di strategie per migliorare l’accettabilità sociale dei robot, sull’integrazione dell’intelligenza artificiale nel controllo robotico e sulla progettazione di algoritmi di controllo ispirati alle strutture cerebrali.

- Sistemi in rete e controllo su reti. Quest’area di ricerca affronta la modellazione, l’ottimizzazione e il controllo di sistemi complessi, su larga scala e interconnessi. Le attività includono lo studio di fenomeni socio-tecnici quali la diffusione epidemica, il controllo del contagio e la diffusione dell’innovazione attraverso dinamiche di rete. Inoltre, tali principi vengono applicati alla mobilità sostenibile, con particolare attenzione alla modellazione e al controllo di sistemi di Mobility-on-Demand e di reti di veicoli condivisi.

Visione complessiva: integrando rigore matematico e metodologie avanzate data-driven, il gruppo ACSOR affronta problemi complessi e concreti in diversi ambiti applicativi.