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
Associate Professor
Andrea Calanca
Temporary Assistant Professor
Damiano Carra
Associate Professor
Diego Dall'Alba
Temporary Assistant Professor
Alessandro Farinelli
Full Professor
Paolo Fiorini
Full Professor
Franco Fummi
Full Professor
Luca Geretti
Temporary Assistant Professor
Michele Lora
Research Scholarship Holders
Bogdan Mihai Maris
Temporary Assistant Professor
Riccardo Muradore
Associate Professor
Graziano Pravadelli
Full Professor
Davide Quaglia
Associate Professor
Tiziano Villa
Full Professor
Research interests
Topic People Description
Architectures standard compliant  ACM 2012
Advanced Architecture Nicola Bombieri
Parallel code for multi and many-core architectures. CUDA, OpenCL, OpenACC, OpenMP, MPI.
Embedded and cyber-physical systems standard compliant  ACM 2012
Embedded system design Nicola Bombieri
Franco Fummi
Michele Lora
Giovanni Perbellini
Graziano Pravadelli
Davide Quaglia
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
AI, Robotics & Automatic Control Andrea Calanca
Diego Dall'Alba
Alessandro Farinelli
Paolo Fiorini
Bogdan Mihai Maris
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.
Networked embedded systems Stefano Cailotto
Damiano Carra
Franco Fummi
Giovanni Perbellini
Davide Quaglia
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
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
Hardware validation standard compliant  ACM 2012
Embedded system verification Franco Fummi
Luca Geretti
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
Network architectures standard compliant  ACM 2012
Networking systems Stefano Cailotto
Damiano Carra
Franco Fummi
Davide Quaglia
Design techniques for networking systems, particularly devoted to: - Protocol Design and Architectures - Performance Evaluation - Network Measurement and characterization - Overlay Networks
Gruppi di ricerca
Name Description URL
GRUPPO DI RICERCA PROSTETECTOMIA ROBOTICA Team multidisciplinare per l’effettuazione di uno studio di fattibilità per la misurazione della temperatura in corso di prostatectomia radicale robotica
INdAM - Unità di Ricerca dell'Università di Verona Questa pagina è dedicata all'unità di ricerca INdAM dell'Università di Verona.
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)
Scouting tecnologico per la realizzazione di un sistema intelligente per la raccolta dei rifiuti urbani Graziano Pravadelli Insis s.p.a. 6/18/20 1
Extension of the BOX-IO architecture to IIoT Franco Fummi EDALab s.r.l. 6/16/20 6
Piattaforma IIoT per controllo ed analisi qualità data-driven in ambito metallurgico Franco Fummi SMACT scpa 5/28/20 6
Industrializzazione 4.0: Processi e Modelli per l’Acquisizione Dati Franco Fummi NeroSuBianco s.r.l. 5/8/20 14
Progettazione e implementazione di dispositivi embedded sicuri per lo smartbuilding” utile allo sviluppo del progetto “S2D - Securing Smartbuilding Devices Franco Fummi EDALab s.r.l. 3/27/20 9
Progettazione e implementazione di un sistema per l’efficienza energetica utilizzando tecniche di Intelligenza Artificiale” utile allo sviluppo del progetto “PERSICO - Piattaforma per l’efficientamento energetico basata su sensoristica integrata e pianificazione delle risorse Franco Fummi EDALab s.r.l. 3/27/20 9
ROS-based design and synthesis of monitors for semi-formal verification of robotics applications Graziano Pravadelli GNCS National Group for Scientific Computation INDAM 3/9/20 12
Una architettura OPC-UA per la raccolta e storicizzazione dei dati conforme a Industria 4.0 Franco Fummi Veronesi Holding s.p.a. 2/18/20 7
Architectures for Embedded Artificial Intelligence Franco Fummi EDALab s.r.l. 1/1/20 12
Un Ambiente Cloud-Native per l’Industrial IoT Franco Fummi Kiratech S.p.A. 1/1/20 12
Definizione delle specifiche software e hardware per una piattaforma autonoma Riccardo Muradore Gizero Energie s.r.l. 10/23/19 2
Development of a virtual platform for automatic firmware verification Graziano Pravadelli Idea s.p.a. 10/15/19 3
Controllo in coppia di un Robot a geometria Delta e Simulazione grafica parametrizzabile Riccardo Muradore SIPRO s.r.l. 8/9/19 12
Formal modeling of production processes and their optimization Franco Fummi Veronesi Holding s.p.a. 6/14/19 5
Use of OPC-UA technologies in the Industry 4.0 context Franco Fummi ASEM s.p.a. 6/14/19 7
ATLAS - AuTonomous intraLuminAl Surgery Paolo Fiorini Unione Europea 4/1/19 48
FORcE Control AlgorithmS Testbench (FORECAST) Andrea Calanca UE - Unione Europea 3/22/19 20
TREATS Therapeutic Robot in early Autism Trough a Smart System Franco Fummi EDALab s.r.l. 3/21/19 9
DigitalRestaurant - a platforma for smart management of restaurant services Nicola Bombieri Digital Restaurant Srl 3/1/19 16
Distributed Optimization for Large-scale Statistical Modeling Damiano Carra INdAM 2/26/19 12
Model-Based Design and Verication Flow for Embedded Vision Applications Nicola Bombieri INdAM 2/26/19 12
Design of an emg-controlled upper limb robotic orthosis for muscular weakness Andrea Calanca FSE: European Social Fund - Regional Operative Program 2014/2020 10/1/18 12
Extension of a mobile application for customer relationship management Davide Quaglia Artemis Media srl 4/1/18 1
High-Performance Decision Support System to Diagnose Uncharacterized Eye Diseases Nicola Bombieri NEST Srl 3/9/18 8
Formal methods for the verification and synthesis of discrete event and hybrid systems Tiziano Villa INdAM 2/5/18 12
Computer Engineering for Industry 4.0 Franco Fummi MIUR 1/1/18 60
SARAS - Smart Autonomous Robotic Assistant Surgeon Riccardo Muradore Unione Europea 1/1/18 36
COREWOOD - Riposizionamento competit ivo del la filiera del legno Franco Fummi Regione del Veneto 11/7/17 36
GHOTEM - Global House Thermal & Electrical Energy Management Franco Fummi Regione del Veneto 11/7/17 36
PreMANI – Manifattura Predittiva: progettazione, sviluppo e implementazione di soluzioni di Digital Manufacturing per la previsione del la Qualità e la Manutenzione Intelligente Franco Fummi Regione del Veneto 11/7/17 36
Sistema domotico IOT integrato ad elevata sicurezza Franco Fummi Regione del Veneto 11/7/17 36
TEMART - Tecnologie e materiali per la manifattura artistica i Beni Culturali l’arredo il decoro architettonico e urbano e il design del futuro Paolo Fiorini Regione del Veneto 11/7/17 36
Partecipazione a conferenza "25th IFIP/IEEE International Conference on Very Large Scale Integration" Graziano Pravadelli INdAM 10/23/17 0
ARS - Autonomous Robotic Surgery Paolo Fiorini Unione Europea 10/1/17 60
Sviluppo di tecnologie basate su immagini termiche per il monitoraggio indoro e outdoor Riccardo Muradore, Claudia Daffara Regione Veneto 7/1/17 12
Development of a first version of statistical localization techniques for sports and simulation tests Davide Quaglia Heta-Lab srls 4/3/17 1
Improvement of ICT aspects in Parco Alpi Liguri Davide Quaglia Ente Parco naturale regionale delle Alpi Liguri 3/30/17 6
Implementation of a mobile app for customer relationship management Davide Quaglia Artemis Media srl 3/23/17 4
DARE - Directional Augmented REality Davide Quaglia 3/6/17 18
Design and implementation of a monitoring and control system based on multi wireless protocols Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 1/1/17 12
Development of an ICT platform for sport performance analysis Davide Quaglia ALLEGRETTI ALBERTO & C. sas 12/13/16 3
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
Implementation of a mobile app prototype to manage camping-guest relationship: study for graphic user interface and functionality Davide Quaglia Artemis Media srl 11/28/16 3
Elaborazione di un modello della turbolenza basato su misure sperimentali Riccardo Muradore LAMBDATECH srl 7/6/16 4
INTCATCH- Development and application of Novel, Integrated Tools for monitoring and managing Catchments Alessandro Farinelli Unione Europea 6/1/16 44
A framework for efficient TLM modeling and simulation of smart systems Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 2/29/16 10
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 30
MURAB - MRI and Ultrasound Robotic Assisted Biopsy Paolo Fiorini Unione Europea 1/1/16 48
ROBIOPSY - Robot guidato da immagini per la biopsia di precisione della prostata Paolo Fiorini Ministero degli Affari Esteri 1/1/16 36
TOYS - TOward Industrial Smart DisplaYS - Joint Projects 2015 Franco Fummi Exor International, Inc. 1/1/16 12
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
Sviluppo di client innovativo per comunicazioni multimediali interattive in tempo reale Davide Quaglia Telenia Software s.r.l. 9/10/15 6
SPAWNE - Smart Pole WSN Network - Joint Project 2014 Graziano Pravadelli Telefin S.p.A. 1/2/15 12
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
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
The Translation Wiki project Graziano Pravadelli Microsoft Corporation 11/18/13 7
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
RTL-to-RTM hierarchical abstraction e TSL-guided testbench generation Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 1/2/13 12
A middleware for ZigBee devices Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 1/2/13 12
A WSN-based system for monitoring and controlling Graziano Pravadelli ABS COMPUTERS SRL 7/20/12 4
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
ECHORD: EduFIll, filling the gap in robotics education Paolo Fiorini Unione Europea 2/1/12 18
EUROSURGE: European Robotic Surgery Paolo Fiorini Unione Europea 10/1/11 24
TOUCHMORE: Automatic Customizable Tool-chain for Heterogeneous Multicore Platform Software Development Franco Fummi Unione Europea 9/1/11 36
Generazione e ottimizzazione automatica di SW dedicato per architetture NoC riconfigurabili (PRIN 2009) Franco Fummi PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 7/15/11 24
HyCARoS ( Hybrid Control for Augmented Robotic Surgery) (PRIN 2009) Paolo Fiorini PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 7/15/11 24
UNSELFISH: UNtethered Sensor Enabled Locomotion FISH Paolo Fiorini 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 4/15/11 36
ISUR - Intelligent Surgical Robotics Paolo Fiorini Commissione europea – VII PQ, Unione Europea 3/1/11 42
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
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
AuTOMatic verifICation tool for embedded software (ATOMIC) Franco Fummi 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 5/5/10 24
SAFROS - Patient Safety in Robotic Surgery Paolo Fiorini Unione Europea 4/1/10 36
Tools for cOoperating Objects applications Life-cycle (TOOL) Franco Fummi 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 3/1/10 36
COROSUR: Bringing Cognition to Robotic Surgery Paolo Fiorini 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 2/15/10 60
Piattaforme di servizio P2P: rete logica, requisiti e strumenti (PRIN 2008) Damiano Carra PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 1/27/10 24
Simulatore chirurgico aggiornato con dati intraoperatori (PRIN 2008) Paolo Fiorini PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 1/27/10 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
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
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 verifica di sistemi embedded Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 11/26/09 1
Reliability aware methods for robust design technology (RELMUST) Franco Fummi 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 7/6/09 36
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
FILOSE - Robotic Fish Locomotion and Sensing Paolo Fiorini Unione Europea 2/1/09 36
Sviluppo degli ambienti di progettazione per sistemi embedded HIFSuite e ZigBeeSuite Graziano Pravadelli EDALab s.r.l. 11/7/08 16
Modellazione e verifica di sistemi embedded ibridi per piattaforme multiprocessore (PRIN 2007) Franco Fummi PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 9/22/08 24
Registrazione e acquisizione multimodale di immagini (PRIN 2007) Paolo Fiorini 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 2007) Andrea Acquaviva PRIN VALUTATO POSITIVAMENTE 9/22/08 24
TELEANY: Teleoperating Anything Anywhere Paolo Fiorini 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 2/28/08 60
Disordine di movimento e riabilitazione della paralisi cerebrale infantile Paolo Fiorini Centro Polifunzionale Don Calabria 2/15/08 24
An EFSM-based Framework for Designing and Verifying Embedded Software (EFFORT) Franco Fummi Ateneo, STM Products s.r.l. 1/1/08 30
COCONUT - A correct-by Construction Workbench for Design and Verification of Embedded Systems Franco Fummi Unione Europea 1/1/08 30
Wireless Sensing Technology for Monitoring of Food Health in Harsh Environments (MEALTHY) Franco Fummi 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 12/17/07 30
Middleware di Comunicazione - III Anno Paolo Fiorini Società Tecnica Elettronica S.p.A. 11/21/07 7
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
SiP Design Technologies for Monitoring of Food Health in Harsh Environments (MEALTH) Franco Fummi 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 7/13/07 30
PLASTIC BRAIN: A Study of Brain Plasticity in Humans and Robots Paolo Fiorini 7PQ VALUTATI POSITIVAMENTE 5/7/07 36
INtelligent Vision system for Industrial Automation (INVIA) - Joint Project 2005 Vittorio Murino Ateneo, Automazioni Industriali s.r.l. 3/13/07 30
RoSta: Robotic Standards Paolo Fiorini Unione Europea 1/1/07 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
AccuRobAs: Accurate Robotic Assistant Paolo Fiorini Unione Europea 9/1/06 36
ANGEL : Advanced Networked embedded platform as a Gateway to Enhance quality of Life Franco Fummi Unione Europea 7/1/06 30
VERTIGO: Verification and Validation of Embedded Systems Design Workbench Franco Fummi Unione Europea 6/1/06 30
Middleware di Comunicazione Paolo Fiorini Società Tecnica Elettronica S.p.A. 5/15/06 12
XPERO: Learning by experimentation Paolo Fiorini Unione Europea 4/1/06 36
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, simulazione e verifica di piattaforme per MPSoC (PRIN 2005) Franco Fummi Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca 1/30/06 24
Metodologie MES per la gestione dei processi Batch Paolo Fiorini Società Tecnica Elettronica S.p.A. 1/27/05 12
Applicazione di tecnologie robotiche a progeti relativi ad apparecchi ortopedici e riabilitativi Paolo Fiorini F.G.P. s.r.l. 6/25/04 12
Studio di fattibilità per SUPER (Space Unmanned Planetary Exploration Rover) Paolo Fiorini Galileo Avionica S.p.A. 2/23/04 6
Hopping and Treaded Mobility for Planetary Micro-Rovers Paolo Fiorini European Space Agency (ESA) 10/23/03 5
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
ROBOCHIR Chirurgia robotica Paolo Fiorini Banca Popolare di Verona 4/1/03 24
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
MATRICS Analisi e modellazione di sistemi complessi Paolo Fiorini Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca 2/1/03 24
Franco Fummi SIEMENS HEALTHCARE DIAGNOSTICS SRL 1/14/03 6
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
TESTA Sistema di visione artificiale scalabile per la robotica spaziale Paolo Fiorini Agenzia Spaziale Italiana 9/2/02 12
SYMBAD: Formal Verification in System Level Based Design Franco Fummi Unione Europea 3/1/02 27
EURON Paolo Fiorini Commissione Europea 5/1/01 36
MEDICATE The control, identification and delivery of prescribed medication Paolo Fiorini Unione Europea 5/1/01 36
ITEC Studio di algoritmi per la compensazione del ritardo di trasmissione in teleoperazione Paolo Fiorini Agenzia Spaziale Italiana 9/1/00 36

Activities

Research facilities