Cyber-physical systems

This research area aims at achieving the 3C convergence, i.e., the deep integration of computing, control and communication for the design of modern complex systems, which include cyberphysical, real-time, embedded, hardware and software subsystems, with applications ranging from robotics to automotive, avionics, energy, biology. The core research on computing aspects is related to modeling, verification and optimization of intelligent cyberphsical systems, with particular emphasis on models of computation, manipulation of description languages, semi-formal and formal verification, hardware and software automated synthesis and compilation, correct-by-construction refinement and optimization, fundamental CAD algorithms. System theory concepts are used to model dynamic systems, and to interface dynamic systems to computation elements and communication networks. They are mainly investigated from the point of view of the design of robotic tele-operated systems, virtual environments for surgical applications, mobile robots and multi-robot systems, and optimal co-design of communication and control strategies for networked and embedded control systems. Finally, research in communication is focused on the design, analysis and evaluation of network protocols and architectures, considering all layers, from data link, to routing, to congestion control, to overlay; moreover, with the so-called network synthesis, computation, communication and control aspects are addressed in a holistic way to face the complexity of large pervasive applications.

Documents

pdf Brochure di presentazione dell'area  (pdf,  it, 217 KB)
pdf Presentazione Research Day 2017  (pdf,  it, 4088 KB)
Nicola Bombieri
Assistant Professor
Davide Bresolin
Research Assistants
Stefano Cailotto
Research Scholarship Holders
Damiano Carra
Assistant Professor
Giuseppe Di Guglielmo
Research Assistants
Luigi Di Guglielmo
Research Assistants
Alessandro Farinelli
Associate Professor
Paolo Fiorini
Full Professor
Franco Fummi
Full Professor
Luca Geretti
Research Scholarship Holders
Michele Lora
Research Scholarship Holders
Riccardo Muradore
Temporary Assistant Professor
Giovanni Perbellini
Research Scholarship Holders
Graziano Pravadelli
Associate Professor
Davide Quaglia
Assistant Professor
Francesco Stefanni
Spin-off staff
Walter Vendraminetto
Research Scholarship Holders
Tiziano Villa
Full Professor
Skills
Topic People Description ISI-CRUI
Computer systems organization - Architectures standard compliant  ACM 2012
Advanced Architecture Nicola Bombieri
Parallel code for multi and many-core architectures. CUDA, OpenCL, OpenACC, OpenMP, MPI. Computer Science & Engineering
Computer systems organization - Embedded and cyber-physical systems standard compliant  ACM 2012
Controlli automatici Marta Capiluppi
AI, Robotics & Automatic Control
Embedded system design Nicola Bombieri
Roberto Bragantini
Michele Ferrari
Franco Fummi
Valerio Guarnieri
Michele Lora
Giovanni Perbellini
Graziano Pravadelli
Davide Quaglia
Alessandro Venturelli
Sara Vinco
Design techniques for the automatic generation of embedded hardware/software starting from transactional level models (TLM) and with emphasis on: - TLM-RTL synthesis and abstraction - RTL-to-SW abstraction - TLM transactor generation - Device-driver generation - Embedded SW for multicore systems - Hardware description language-based modeling - Middleware-based design Computer Science & Engineering
AI, Robotics & Automatic Control Marta Capiluppi
Alessandro Farinelli
Paolo Fiorini
Riccardo Muradore
Robotics is concerned with the development of systems that make the intelligent connection between perception and action. For this reason, robotics is strongly interdisciplinary, including mechanical and electronic design, computation and data fusion algorithms, machine learning and reasoning, and motion control and environment interaction methods. In the last years, robotics systems have matured in terms of safety and reliability and they can now work in delicate environments and in direct contact with people. In case of demanding cognitive tasks, robots are usually supported by a human operator, in a teleoperation mode. A well established example of teleoperation system is a surgical robot, in which a surgeon directly moves the robotic tools to carry out the intervention. A new research direction is the addition of autonomous functions to the robotic systems. To reach this goal, we need to improve the perceptual and cognitive capabilities of the robots, to interact safely with a complex real environment. Some of the research topics addressed at the University of Verona include: control and system theory, modeling and analysis of human perception, coordination of multiple-robot systems, distributed sensing and control algorithms, teleoperation algorithms, and analysis of the physical interaction of humans and robots. AI, Robotics & Automatic Control
Networked embedded systems Stefano Cailotto
Damiano Carra
Damiano Federti
Franco Fummi
Maurizio Macrina
Cristiano Meda
Nicola Orlandi
Giovanni Perbellini
Davide Quaglia
Saul Saggin
Francesco Stefanni
Walter Vendraminetto
Design techniques for networked embedded systems, particularly devoted to: - networked embedded systems co-design - networked embedded systems co-simulation - QoS-based design - M2M and sensor network design Computer Science & Engineering
Hardware - Electronic design automation standard compliant  ACM 2012
Basic CAD algorithms Luca Geretti
Tiziano Villa
Definition of basic algorithms for the design of electronic systems, with particular emphasis on: - Synthesis of sequential and combinational systems - Discrete event systems - Physical design Computer Science & Engineering
Hardware - Hardware validation standard compliant  ACM 2012
Embedded system verification Davide Bresolin
Giuseppe Di Guglielmo
Luigi Di Guglielmo
Michele Ferrari
Franco Fummi
Luca Geretti
Valerio Guarnieri
Graziano Pravadelli
Tiziano Villa
Verification techniques for embedded systems at different abstraction levels, with particular emphasis on: - Static verification - Dynamic verification - Semi-formal verification - Hybrid and real-time systems Computer Science & Engineering
Networks - Network architectures standard compliant  ACM 2012
Networking systems Stefano Cailotto
Damiano Carra
Franco Fummi
Cristiano Meda
Davide Quaglia
Francesco Stefanni
Design techniques for networking systems, particularly devoted to: - Protocol Design and Architectures - Performance Evaluation - Network Measurement and characterization - Overlay Networks Computer Science & Engineering
Gruppi di ricerca
Name Description URL
PARCO Parallel Computing
Progettazione di sistemi elettronici (ESD - Electronic Systems Design) Tecniche per la progettazione automatica di sistemi elettronici, basate su linguaggi formali e metodologie corrette per costruzioni o formalmente verificate http://esd.scienze.univr.it/
Robotica Il gruppo di ricerca si occupa di robotica non convenzionale
Projects
Title Managers Sponsors Starting date Duration (months)
AccuRobAs: Accurate Robotic Assistant Paolo Fiorini Unione Europea 9/1/06 36
An EFSM-based Framework for Designing and Verifying Embedded Software (EFFORT) Franco Fummi Ateneo, STM Products s.r.l. 1/1/08 30
Analysis of estimation and load balancing algorithms in rotating washing machines, and development of estimation of load unbalance algorithms based on gyroscopic data Paolo Fiorini ELECTROLUX ITALIA SpA 11/29/16 12
ANGEL : Advanced Networked embedded platform as a Gateway to Enhance quality of Life Franco Fummi Unione Europea 7/1/06 30
Applicazione di tecnologie robotiche a progeti relativi ad apparecchi ortopedici e riabilitativi Paolo Fiorini F.G.P. s.r.l. 6/25/04 12
Architetture per la gestione integrata di sistemi di rete Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 1/1/10 12
Architetture per sistemi embedded di controllo e comunicazione Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 1/1/10 12
AuTOMatic verifICation tool for embedded software (ATOMIC) Franco Fummi 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 5/5/10 24
COCONUT - A correct-by Construction Workbench for Design and Verification of Embedded Systems Franco Fummi Unione Europea 1/1/08 30
COROSUR: Bringing Cognition to Robotic Surgery Paolo Fiorini 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 2/15/10 60
Definizione di una metodologia (V-box) per la standardizzazione e automazione dell'intero processo di sviluppo di applicazioni embedded in modo conforme al V-model Franco Fummi STM Products s.r.l. 11/1/13 5
A verification methodology for embedded software to produce a certification Franco Fummi STM Products s.r.l. 7/30/13 22
Development of a software simulation application for the Exploratory Research project "In-cell tool for Remote Operation on Spent Nuclear Material" Paolo Fiorini Commissione Europea - Centro Comune di Ricerca - Istituto per la Protezione e la Sicurezza del Cittadino 7/2/10 6
Development of the state of the art of Robotics Education on the Internet and the implementation of prototypes of interactive lectures Paolo Fiorini IEEE Robotics and Automation Society 8/14/07 1
Disordine di movimento e riabilitazione della paralisi cerebrale infantile Paolo Fiorini Centro Polifunzionale Don Calabria 2/15/08 24
ECHORD: EduFIll, filling the gap in robotics education Paolo Fiorini Unione Europea 2/1/12 18
E-Cube: Sviluppo e sperimentazione pilota di un sistema scalabile per l'ottimizzazione dei consumi energetici Franco Fummi Ministero dello Sviluppo Economico 4/6/09 36
Elaborazione di un modello della turbolenza basato su misure sperimentali Riccardo Muradore LAMBDATECH srl 7/6/16 4
EURON Paolo Fiorini Commissione Europea 5/1/01 36
EUROSURGE: European Robotic Surgery Paolo Fiorini Unione Europea 10/1/11 24
EXPO-AGRI - EXtra-field Plant Observation for monitoring and forecast of agricultural infections - Joint Projects 2015 Davide Quaglia Agricontrol snc di Balbo e Secco, Ateneo, Centro di sperimentazione e assistenza agricola - CERSAA 2/1/16 24
FILOSE - Robotic Fish Locomotion and Sensing Paolo Fiorini Unione Europea 2/1/09 36
Generazione e ottimizzazione automatica di SW dedicato per architetture NoC riconfigurabili (PRIN 2009) Franco Fummi PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 7/15/11 24
GLAXO Prova di concetto su sistema robotico per la movimentazione e gestione di piccoli oggetti Paolo Fiorini GlaxoSmithKline S.p.A. 11/1/02 18
Hopping and Treaded Mobility for Planetary Micro-Rovers Paolo Fiorini European Space Agency (ESA) 10/23/03 5
HyCARoS ( Hybrid Control for Augmented Robotic Surgery) (PRIN 2009) Paolo Fiorini PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 7/15/11 24
Il Mosaico: Progetto per il completamento e innovazione dei servizi a favore delle persone con grave cerebrolesione acquisita Paolo Fiorini Centro Polifunzionale Don Calabria 9/8/06 28
Implementazione di una piattaforma embedded per l'attuazione di servizi di risparmio energetico (Progetto smart green data center) Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 12/1/14 12
INtelligent Vision system for Industrial Automation (INVIA) - Joint Project 2005 Vittorio Murino Ateneo, Automazioni Industriali s.r.l. 3/13/07 30
ISUR - Intelligent Surgical Robotics Paolo Fiorini Commissione europea – VII PQ, Unione Europea 3/1/11 42
ITEC Studio di algoritmi per la compensazione del ritardo di trasmissione in teleoperazione Paolo Fiorini Agenzia Spaziale Italiana 9/1/00 36
MATRICS Analisi e modellazione di sistemi complessi Paolo Fiorini Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca 2/1/03 24
MEDICATE The control, identification and delivery of prescribed medication Paolo Fiorini Unione Europea 5/1/01 36
Metodologie MES per la gestione dei processi Batch Paolo Fiorini Società Tecnica Elettronica S.p.A. 1/27/05 12
Middleware di Comunicazione Paolo Fiorini Società Tecnica Elettronica S.p.A. 5/15/06 12
Middleware di Comunicazione - III Anno Paolo Fiorini Società Tecnica Elettronica S.p.A. 11/21/07 7
Middleware per la tracciabilità RFID e per il monitoraggio attraverso reti di sensori Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 1/1/10 12
Modellazione e resa aptico/visiva di oggetti soffici e deformabili (PRIN 2005) Paolo Fiorini Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca 1/30/06 24
Modellazione e verifica di sistemi embedded Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 11/26/09 1
Modellazione e verifica di sistemi embedded ibridi per piattaforme multiprocessore (PRIN 2007) Franco Fummi PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 9/22/08 24
Modellazione, simulazione e verifica di piattaforme per MPSoC (PRIN 2005) Franco Fummi Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca 1/30/06 24
MURAB - MRI and Ultrasound Robotic Assisted Biopsy Paolo Fiorini Unione Europea 1/1/16 48
Improvement of ICT aspects in Parco Alpi Liguri Davide Quaglia Ente Parco naturale regionale delle Alpi Liguri 3/30/17 6
Piattaforme di servizio P2P: rete logica, requisiti e strumenti (PRIN 2008) Damiano Carra PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 1/27/10 24
PLASTIC BRAIN: A Study of Brain Plasticity in Humans and Robots Paolo Fiorini 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 5/7/07 36
Progettazione e implementazione di una piattaforma di teleassistenza mobile audio e video basato sulla Realtà Aumentata e Reti di Sensori Wearable (Glasses Hidden On-Site Technician) Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 1/1/15 16
A framework for efficient TLM modeling and simulation of smart systems Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 2/29/16 10
Design and implementation of a monitoring and control system based on multi wireless protocols Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 1/1/17 12
Franco Fummi SIEMENS HEALTHCARE DIAGNOSTICS SRL 1/14/03 6
Implementation of a mobile app for customer relationship management Davide Quaglia Artemis Media srl 3/23/17 4
A WSN-based system for monitoring and controlling Graziano Pravadelli ABS COMPUTERS SRL 7/20/12 4
Registrazione e acquisizione multimodale di immagini (PRIN 2007) Paolo Fiorini PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 9/22/08 24
Reliability aware methods for robust design technology (RELMUST) Franco Fummi 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 7/6/09 36
ROBIOPSY - Robot guidato da immagini per la biopsia di precisione della prostata Paolo Fiorini Ministero degli Affari Esteri 1/1/16 12
ROBOCHIR Chirurgia robotica Paolo Fiorini Banca Popolare di Verona 4/1/03 24
RoSta: Robotic Standards Paolo Fiorini Unione Europea 1/1/07 24
RTL-to-RTM hierarchical abstraction e TSL-guided testbench generation Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 1/2/13 12
SAFROS - Patient Safety in Robotic Surgery Paolo Fiorini Unione Europea 4/1/10 36
Servizi di progettazione dei totem multimediali interattivi, nell'ambito del progetto di realizzazione del percorso culturale ciclo-pedonale denominato "Alta Via della montagna veronese" che collega il sistema ambientale del monte Baldo con quello della Lessinia, attraversando i territori di tredici Comuni da San Zeno di Montagna fino alla frazione di Bolca in Comune di Vestanova per la lunghezza di 110 km Franco Fummi Provincia di Verona 12/28/15 2
Simulatore chirurgico aggiornato con dati intraoperatori (PRIN 2008) Paolo Fiorini PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 1/27/10 24
SiP Design Technologies for Monitoring of Food Health in Harsh Environments (MEALTH) Franco Fummi 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 7/13/07 30
SPAWNE - Smart Pole WSN Network - Joint Project 2014 Graziano Pravadelli Telefin S.p.A. 1/2/15 12
Studio di fattibilità per SUPER (Space Unmanned Planetary Exploration Rover) Paolo Fiorini Galileo Avionica S.p.A. 2/23/04 6
Sviluppo degli ambienti di progettazione per sistemi embedded HIFSuite e ZigBeeSuite Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 11/7/08 16
Sviluppo di client innovativo per comunicazioni multimediali interattive in tempo reale Davide Quaglia Telenia Software s.r.l. 9/10/15 6
Sviluppo di client innovativo per comunicazioni multimediali interattive in tempo reale Davide Quaglia Telenia Software s.r.l. 9/10/15 6
Sviluppo di client innovativo per comunicazioni multimediali interattive in tempo reale Davide Quaglia Telenia Software s.r.l. 9/10/15 6
Sviluppo di un algoritmo di controllo decentralizato per sistemi con ritardi variabili Paolo Fiorini ENEA Ente per le Nuove tecnologie, l'Energia e l'Ambiente 10/7/03 6
Development of an ICT platform for sport performance analysis Davide Quaglia ALLEGRETTI ALBERTO & C. sas 12/13/16 3
A middleware for ZigBee devices Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 1/2/13 12
Sviluppo di un software di simulazione di piattaforme multiprocessore ad elevate prestazioni per elaborazione di dati multimediali in rete (PRIN 2007) Andrea Acquaviva PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 9/22/08 24
Sviluppo di un software di simulazione di piattaforme multiprocessore ad elevate prestazioni per elaborazione di dati multimediali in rete (PRIN 2008) Davide Quaglia PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 1/27/10 24
SYMBAD: Formal Verification in System Level Based Design Franco Fummi Unione Europea 3/1/02 27
TELEANY: Teleoperating Anything Anywhere Paolo Fiorini 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 2/28/08 60
Telepresence Instant Groupware for higher Education in Robotics (TIGER) (FIRB 2001) Paolo Fiorini Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca 2/21/03 46
TESTA Sistema di visione artificiale scalabile per la robotica spaziale Paolo Fiorini Agenzia Spaziale Italiana 9/2/02 12
The Translation Wiki project Graziano Pravadelli Microsoft Corporation 11/18/13 7
Tools for cOoperating Objects applications Life-cycle (TOOL) Franco Fummi 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 3/1/10 36
TOUCHMORE: Automatic Customizable Tool-chain for Heterogeneous Multicore Platform Software Development Franco Fummi Unione Europea 9/1/11 36
TOYS - TOward Industrial Smart DisplaYS - Joint Projects 2015 Franco Fummi Exor International, Inc. 1/1/16 12
Tracciabilità integrata e verifica di processo in tempo reale applicata alla produzione di farine da cereali biologici macinati a pietra (E-FLOUR) - Joint Projects 2011 Davide Quaglia Antico Molino Rosso s.r.l. 5/1/12 16
UNSELFISH: UNtethered Sensor Enabled Locomotion FISH Paolo Fiorini 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 4/15/11 36
Verifica formale di Software modellato e generato automaticamente (Verilab - Azione I) Graziano Pravadelli EDALab s.r.l., MCE Meccanica s.r.l., STM Products s.r.l. 10/14/10 24
Verifica formale di Software modellato e generato automaticamente (Verilab - Azione III) Graziano Pravadelli EDALab s.r.l., MCE Meccanica s.r.l., STM Products s.r.l. 10/14/10 24
Verifica formale di Software modellato e generato automaticamente (Verilab - Azione V) Graziano Pravadelli EDALab s.r.l., MCE Meccanica s.r.l., STM Products s.r.l. 10/14/10 24
VERTIGO: Verification and Validation of Embedded Systems Design Workbench Franco Fummi Unione Europea 6/1/06 30
Wireless Sensing Technology for Monitoring of Food Health in Harsh Environments (MEALTHY) Franco Fummi 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 12/17/07 30
XPERO: Learning by experimentation Paolo Fiorini Unione Europea 4/1/06 36

Activities

Research facilities