Computational Data Science – CDS

Attività di ricerca

L’attività del CDS-group si concentra sulla risoluzione di problemi reali con metodologie che includono la simulazione computazionale, la modellazione scientifica, l’analisi, l’elaborazione e la gestione di insiemi di dati complessi, eterogenei e di grandi dimensioni. Tali metodologie integrano il calcolo ad alte prestazioni e il calcolo distribuito, con competenze proprie della Computer Science, della Matematica Applicata e della Statistica. Allo stesso tempo, integrando opportunamente le metodologie del CDS-group con le conoscenze proprie di diversi domini applicativi, si fornisce una nuova e più efficace prospettiva all’analisi di problemi reali e all’interpretazione dei risultati.
Le tematiche di ricerca includono:

•  Programmazione Matematica e Machine Learning

– Sviluppo di nuove tecniche di ottimizzazione per problemi non differenziabili

– Analisi di possibili applicazioni dell’ottimizzazione non lineare a problemi di apprendimento automatico

– Sviluppo di modelli per l’ottimizzazione di processi e risorse in ambito aziendale

– Sviluppo di metodi basati su reti neurali weighted e weightless per la classificazione di dati numerici ed estrazione di loro caratteristiche

– Sviluppo di metodi per classificazione e clustering di dati sotto forma di network

• Image analysis and processing: analisi, progettazione e sviluppo di metodi, algoritmi e software ad alte prestazioni per l’elaborazione e l’analisi quantitativa di immagini e sequenze di immagini

– Segmentazione e ricostruzione 3D (tessuti ossei del ginocchio da MRI, proteine da stack di immagini a fluorescenza)

– Individuazione, inseguimento, classificazione e riconoscimento di oggetti in movimento in sequenze di immagini (immagini da microscopio)

• Bioinformatica: sviluppo ed implementazione di metodologie per l’integrazione di dati multi-omics e di imaging

Obiettivi

La risoluzione di problemi delle scienze applicate e l’analisi di sistemi caratterizzati da dimensioni ecomplessità crescenti richiedono simulazioni computazionali sempre più accurate, efficienti ed affidabili. L’obiettivo principale del CDS-group è lo sviluppo di modelli, algoritmi e strumenti software per scoprire, comprendere e modellare fenomeni scientifici attraverso l’analisi di dati prodotti in esperimenti e test e/o attraverso la simulazione dei processi che li generano. Ciò consente di affrontare nuove sfide multidisciplinari nell’ambito dell’ICT.

Campi applicativi

Logistica, Robotica, Analisi ed elaborazione di immagini e video, Medicina, Biologia

• CNR IBPM, IEOS, IGB, ISASI
• GNCS-INdAM
• National Research University Higher School of Economics (RU)
• Sapienza Università di Roma
• Università della Calabria
• Università della Campania Luigi Vanvitelli
• Università di Cassino e del Lazio Meridionale
• Università di Napoli “Federico II”
• Università di Napoli “L’Orientale”
• Università di Napoli Parthenope
• Università “Magna Grecia” di Catanzaro
• University of Florida, CAO (USA)

Progetti

– CNRBiOmics, Centro Nazionale di Ricerca in Bioinformatica per le scienze Omiche, https://www.cnr.it/en/node/16209, PIR01_00017.

– “CNRBiOmics, Centro Nazionale di Ricerca in Bioinformatica per le scienze Omiche – Rafforzamento del capitale umano”, CIR01_00017.

– BiBiNet: Big Biocancer Networks – Analisi di network biologici per l’identificazione di marcatori e riposizionamento di molecole attive, https://www.unicas.it/siti/dipartimenti/dipeg/ricerca/ricerca-nazionale.aspx.

– MATH4CHARM: A mathematical approach to inverse problems arising in cultural heritage preservation and dissemination, https://prin.unica.it/math4charm/