Proposte di tesi di laurea triennale e magistrale

   

 

 

 

 

 

La robotica soffice rappresenta un’innovativa area di ricerca che, ispirandosi al mondo biologico, vuole sviluppare dispositivi composti interamente da materiali soffici e deformabili, in grado di percepire stimoli esterni e di cambiare forma e dimensioni per adattarsi all’ambiente circostante. Le applicazioni spaziano in svariati ambiti: riabilitazione medica, monitoraggio ambientale e fisiologico, realtà aumentata, addestramento chirurgico. Lo sviluppo di sistemi robotici complessi ed autonomi richiede l’integrazione di diversi materiali funzionali e dispositivi intelligenti, tra i quali figurano attuatori soffici, sensori e dispositivi energetici. Il progetto di tesi si inserisce all’interno del suddetto ambito di ricerca, e prevede le seguenti attività:

a) La sintesi di materiali soffici funzionali, quali gel conduttivi ed elettrodi deformabili, tramite tecniche di molding, solvent casting, foto-polimerazzazione radicalica, 3D printing, Supersonic Cluster Beam Deposition (SCBD).

b) Caratterizzazione delle loro proprietà meccaniche (test di trazione e pressione), elettriche (spettroscopia d’impedenza elettro-chimica, voltammetria ciclica), ed elettro-meccaniche.

c) Design, sviluppo e test di un dispositivo robotico deformabile (es., supercapacitori flessibili, sensori di deformazione e di temperatura, attuatori elettro-meccanici).

Possibilità di collaborazione con altri soggetti, di rilevanza nazionale ed internazionale, del mondo della ricerca accademica (es. Università di Pisa, Universidad de Cadiz) ed industriale (es. Huvant S.r.l.).

REFERENTI: Dr. Lorenzo Migliorini (lorenzo.migliorini@unimi.it), Prof. Paolo Milani (paolo.milani@mi.infn.it)

L’attività svolta in questo contesto prevede lo studio dei meccanismi fondamentali alla base di approcci alternativi a sistemi hardware di calcolo tradizionale, basati su architettura Von Neumann, e al loro sviluppo. Il termine “neuromorfo”, riferito allo sviluppo di soluzioni che siano in grado di riprodurre alcune delle caratteristiche strutturali e funzionali del cervello umano, marca quindi la differenza con la tecnologia ad oggi adottata. Le tecnologie sviluppate sfruttano sistemi caratterizzati da fenomeni non-lineari (film metallici assemblati da cluster), permettendo la realizzazione di dispositivi di trattamento dati in cui l’unità di memoria coincide con quella di calcolo. In vista di applicazioni questo ambito di ricerca comprende anche lo sviluppo di dispositivi di computazione integrabili in materiali adottati per soluzioni di robotica soffice e nello sviluppo di porte logiche universali reversibili.

I lavori di tesi proposti in questo contesto prevedono l’utilizzo di diverse tecniche di deposizione di film sottili e di caratterizzazione delle loro proprietà strutturali e funzionali, in particolare:

  1. Studio della risposta elettrica di sistemi nanostrutturati a input in corrente alternata
  2. Indagine della dinamica stocastica e descrizione di proprietà emergenti del network nanostrutturato tramite microtermografia
  3. Fenomeni di Resistive Switching all’interfaccia con un elettrolita acquoso e rete neuronale biologica
  4. Sviluppo di dispositivi memristivi come componenti elettroniche riconfigurabili
  5. Implementazione di dispositivi memristivi su materiali flessibili
  6. Strategia non convenzionale di pattern recognition di serie temporali arbitrarie
  7. Sviluppo di dispositivi hardware per pattern recognition tramite ingegnerizzazione della connettività spazio-temporale del network
  8. Simulazione della distribuzione di campo elettrico e della riorganizzazione strutturale di un network assemblato da cluster in seguito a trasporto elettrico

REFERENTI: Dr.ssa Francesca Borghi (francesca.borghi@unimi.it), Prof. Paolo Milani (paolo.milani@mi.infn.it)

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