Titolo del Progetto di Ricerca

Dispositivi e sistemi ottici e a microonde per l’invecchiamento attivo e in salute (DOMINO)

Idea progettuale

Dispositivi e sistemi ottici e a microonde per l’invecchiamento attivo e in salute (DOMINO)

Il progetto mira allo studio di configurazioni e soluzioni innovative che sfruttano tecnologie ICT per l’invecchiamento attivo e in salute, ambito che rientra appieno nella KET "tecnologie di produzione avanzata" della Regione Puglia, in modo da estendere il tempo in cui le persone possono vivere nel loro ambiente (aging in place) aumentando la loro autonomia (independent living), mobilità e sicurezza senza intaccare la loro privacy. La mobilità, la localizzazione, l'orientamento e la navigazione interna ed esterna del paziente negli ambienti abitativi saranno monitorati mediante la messa a punto di sistemi TX-RX innovativi basati su antenne e array riconfigurabili, indossabili e a basso costo operanti nell’intervallo sub-6GHz (WiFi, GPS, 5G) e onde millimetriche (5G). Sarà verificata la possibilità di utilizzare materiali innovativi (materiali bidimensionali come il grafene) per sistemi con elementi parassiti. Saranno analizzati sistemi ottici innovativi basati su LiDAR per il posizionamento e rilevamento del paziente nell’ambiente domestico sfruttando anche tecniche multispettro con segnali a larga banda. Infine, sarà verificata l’integrazione dei sistemi proposti per la definizione di configurazioni ibride e IoT. Tali sistemi potranno essere adoperati per la prevenzione di eventi pericolosi o integrati con piattaforme per il monitoraggio “real time” del paziente (telemedicina) o estesi ad applicazioni nel campo della guida autonoma, sicurezza sul lavoro o reti di sensori.

The project aims at the study of innovative solutions that exploit ICT technologies for active and healthy aging, an area that falls fully in the KET "Advanced production technologies" of the Puglia Region, in order to extend the time in which people can live in their environment increasing their autonomy (independent living), mobility and safety without affecting their privacy. The mobility, location, orientation and internal and external navigation of the patient in the living spaces will be monitored through the development of innovative TX-RX systems on reconfigurable, wearable and low-cost antennas and arrays operating within the sub-6GHz range (WiFi, GPS, 5G) and millimeter waves (5G). The possibility of using innovative materials (two-dimensional materials such as graphene) for systems with parasitic elements will be verified. Innovative optical systems based on LiDAR will be analyzed for the positioning and detection of the patient in the home environment. Finally, the integration of the proposed systems for the definition of hybrid and IoT systems will be verified. These systems must be used for the prevention of dangerous events or integrated with the platform for "real-time" monitoring of the patient (telemedicine) or extended for applications in the field of autonomous driving and safety at work.

Campo principale di ricerca

PE7 Ingegneria dei sistemi e delle comunicazioni

PE7 Systems and communication engineering

Sottocampo di ricerca

PE7_5 (Micro- e nano-) componenti elettronici, optoelettronici e fotonici

PE7_6 Tecnologie della comunicazione, tecnologie ad alta frequenza

PE7_5 Micro- and nanoelectronics, optoelectronics

PE7_6 Communication technology, high-frequency technology

Dettagli dell’impegno di ricerca (obiettivi della produttività scientifica e relative caratteristiche qualitative)

Gli obiettivi finali del progetto sono di natura sia scientifica sia tecnologica. Dal lato scientifico, l'attività di ricerca punta a definire sistemi trasmittenti-riceventi (TX-RX) dotati di innovative antenne e array intelligenti (smart antenna) la cui riconfigurabilità è ottenuta integrando, per la prima volta, materiali bidimensionali, come il grafene, e meta-superfici. In questo scenario, saranno sfruttate (i) tecniche per l’ingegnerizzazione dei diagrammi di radiazione e (ii) tecniche di radiopropagazione in spazio libero per il dimensionamento e l’ottimizzazione di parametri quali la stima del Direction Of Arrival (DoA), direttività/guadagno e beam-steering dei sistemi proposti che vanno oltre lo stato dell’arte. Dal punto di vista tecnologico, il programma di ricerca mira allo sviluppo di protocolli avanzati per la progettazione, realizzazione (sfruttando anche tecniche di 3D Additive Manufacturing) e caratterizzazione di antenne e array intelligenti. Infine, il progetto ambisce a verificare la possibilità di integrare tecniche a microonde e ottiche (sistemi LiDAR) per aumentare la performance dei sistemi proposti in termini di risoluzione spaziale, angolare e temporale relativi alla mobilità/posizione/localizzazione/navigazione del paziente nell’ambiente abitativo e domestico.

The final objectives of the project are both scientific and technological in nature. On the scientific side, the research activity aims to define transmitting-receiving systems (TX-RX) equipped with innovative smart antennas and arrays (smart antenna) whose reconfigurability is obtained by integrating, for the first time, two-dimensional materials, such as graphene, and meta-surfaces. In this scenario, (i) techniques for the engineering of radiation diagrams  and (ii) radiopropagation techniques in free space for the sizing and optimization of parameters such as the estimate of the Direction Of Arrival (DoA), directivity / gain and beam-steering of the proposed systems that go beyond the state of the art. From a technological point of view, the research program aims at the development of advanced protocols for the design, realization (also using 3D Additive Manufacturing techniques) and characterization of antennas and intelligent arrays. Finally, the project aims to verify the possibility of integrating microwave and optical techniques (LiDAR systems) to increase the performance of the proposed systems in terms of spatial, angular and temporal resolution related to the patient's mobility/position/ location/navigation in the environment residential and domestic.

Dettagli dell'impegno didattico

Eventuale assegnazione fino a 6 CFU in insegnamenti/moduli afferenti al settore dei Campi Elettromagnetici (SSD ING-INF/02) nei corsi di laurea, laurea magistrale e dottorato.

Possible classroom teaching for 6 credits (CFU) of classroom teaching in courses related to the scientific area of Electromagnetic Fields (SSD ING-INF/02) in the framework of the bachelor/master, PhD degree programs.

Attività didattica e di didattica integrativa

Il Ricercatore dovrà svolgere attività didattica per le discipline afferenti al settore oggetto della selezione, relativamente ai corsi di studio triennale, magistrale e di dottorato.

The Researcher will be involved in teaching activities for the disciplines pertaining to the sector being selected, relative to the undergraduate, Master of Science and PhD courses.

Competenze richieste

Il candidato deve aver svolto attività di ricerca nelle seguenti tematiche dei campi elettromagnetici, dispositivi a microonde e ottici, radiopropagazione, antenne intelligenti, materiali bidimensionali.

The candidate must have carried out research on the following topics on electromagnetic fields, microwave and photonic devices, radiopropagation, smart antennas, two-dimensional materials.

Esperienze di ricerca richieste

Almeno tre anni di esperienza documentata di ricerca scientifica nelle tematiche dei campi elettromagnetici, dispositivi a microonde e ottici, antenne, materiali bidimensionali.

At least three years of documented scientific research experience on electromagnetic fields, microwave and photonic devices, antennas, two-dimensional materials.

Lingua richiesta

Lingua: inglese

L’accertamento avverrà sulla base delle pubblicazioni scientifiche in lingua inglese. La Commissione potrà, eventualmente, accertare il grado di conoscenza della lingua inglese anche mediante colloquio in presenza.

Language: English

Evaluation will be conducted on the basis of the scientific publication written in English language. If necessary, the evaluation committee can assess the capability English knowledge level through an oral examination.

Numero massimo di pubblicazioni presentate dai candidati ai fini della valutazione

10 (dieci)

10 (ten)

Competenze informatiche richieste

Conoscenza di software di simulazione: MATLAB, COMSOL, CST, Rsoft Suite, Optisystem, metodi basati su FDTD nonché di applicativi connessi alla tematica di ricerca.

Knowledge of MATLAB, COMSOL, CST, Rsoft Suite, Optisystem, FDTD-based tools and software tools relevant to the topics of the research project.

Servizio agli studenti

Tutoraggio e supporto didattico agli studenti, seminari, laboratori, supervisione di tirocini e tesi di laurea.

Tutoring and teaching support to students, tutorials, laboratory activities, and supervision of internship and thesis projects.

Requisiti specifici di ammissione

Possesso del titolo di dottore di ricerca o titolo equivalente, conseguito in Italia o all'estero, su tematiche inerenti il SSD ING-INF/02-Campi Elettromagnetici.

PhD degree or equivalent, achieved in Italy or abroad, on topics relevant to Electromagnetic Fields (SSD ING-INF/02).

Diritti e doveri

Come previsto dalle vigenti disposizioni di legge in materia di stato giuridico dei ricercatori universitari a tempo indeterminato, per quanto compatibili, dal Contratto individuale di lavoro e dai vigenti Statuto e Codice di comportamento di questo Politecnico di Bari.

Il ricercatore è tenuto a svolgere la propria attività nel rispetto delle indicazioni contenute nell’Atto Unilaterale d’Obbligo per la realizzazione del Programma Regionale “Research for Innovation – REFIN” POR PUGLIA FESR-FSE 2014/2020 e, in particolare, nella scheda contenuta nell’Allegato 1 al predetto Atto, riferita alla presente procedura di reclutamento e disponibile sul portale www.poliba.it di questo Ateneo.